Brevet FR2646617A1 — publié le 19901109

L'invention concerne une buse à jet plat ser- vant à pulvériser des liquides sous la forme de gouttes de taille relativement importante, comportant un carter de buse, qui possède un passage axial continu pour le li- quide, qui possède un diamètre étagé et sur une extrémité duquel est prévue une configuration géométrique de sortie possédant un fraisage prismatique, en tant que fente de sortie de la buse, et comportant un insert disposé dans le passage pour le liquide, entre l'entrée du liquide et la configuration géométrique de sortie, et possédant un perçage d'étranglement. Lors de la pulvérisation de produits phytosani- taires en une faible quantité, d'huiles lubrifiantes et d'autres substances, qui peuvent mettre en danger l'envi- ronnement en raison de leur toxicité éventuelle, il faut empêcher une déviation de la pulvérisation dans des éten- dues, dans lesquelles la pulvérisation ne doit pas être appliquée. Le risque d!une déviation du liquide pulvérisé est naturellement d'autant plus grand que la taille des gouttes est plus petite. Lors de la pulvérisation de li- quide dans les buts d'application indiqués, il faut par conséquent s'efforcer d'avoir des gouttes d'une taille relativement importante. D'autre part, une pulvérisation uniforme sur des surfaces prévues à cet effet requiert simultanément une distribution aussi uniforme que pos- sible du liquide. Les connaissances dans le cadre de l'état ac- tuel de la technique indique que les gouttes produites par une buse à jet plat sont d'une taille d'autant plus petite que la buse est petite et que la quantité à pulvé- riser est par conséquent faible. Cela signifie, dans le cas de la pulvérisation de faibles quantités de substan- ces polluantes, qu'il faut tabler sur le risque d'une déviation de petites gouttes. Comme cela a déjà été indi- qué plus haut, une telle déviation indésirable se produit dans la pratique surtout dans le cas de l'application de produits phytosanitaires hautement concentrés et lors de la pulvérisation d'huiles lubrifiantes. Selon une autre loi connue, la taille des gouttes produites par une 'buse formée d'un seul consti- tuant est d'autant plus faible que la pression augmente. Pour accroitre la taille des gouttes, on peut par consé- quent choisir une pression aussi faible que possible et des diamètres importants pour les buses. De cette ma- nière, on arrive à produire en général, à un certain de- gré, des gouttes d'une taille importante, mais on ne par- vient pas à satisfaire à l'exigence, tout aussi impor- tante, d'avoir une distribution uniforme du liquide. Le brevet US 3 858 812 a fait connaître une buse à jet plat, conçue pour de faibles pressions, du type indiqué plus haut. La buse connue possède un passage cylindrique étagé (perçage) pour le liquide, qui cepen- dant possède une forme ovale au niveau de l'entrée du li- quide -afin d'influencer la distribution du liquide. Dans une forme de réalisation particulière, cette caractéris- tique est obtenue au moyen d'un disque monté à force dans la buse et possédant un perçage ovale. Le but de cette configuration géométrique d'entrée est de corriger une distribution du liquide avec une accentuation- au niveau de la zone marginale. Le grand axe de l'ovale formé par le perçage est disposé perpendiculairement au grand axe de la fente de sortie, ce qui conduit à ce que le liquide est refoulé à partir des zones marginales de la fente de sortie et est plus concentré au centre. Le perçage ovale ménagé dans 'l'insert en forme de disque de la buse connue n'a aucun 'effet d'étrangle- ment sur l'écoulement volumique et un tel effet n'est au moins pas envisagé d'une manière expresse. C'est pour- quoi, au moyen des dispositions connues d'après le brevet US 3 858 812, on ne peut pas avoir une influence impor- 26466 T? tante sur le spectre des gouttes en vue de l'obtention de l'accroissement désiré de la taille des gouttes. A partir de l'état décrit de la technique, la présente invention a pour but de créer une *buse à jet plat, qui est à même de pulvériser un liquide sous de faibles pressions, de préférence dans une gamme comprise entre 1-5.105 Pa, sous la forme de grosses gouttes, tout en conservant une distribution du liquide très uniforme. Ce problème est résolu conformément à l'inven- tion, dans une buse à jet du type indiquée plus haut, grâce au fait que le passage pour le liquide, ménagé dans le carter de buse, possède une zone centrale cylindrique (chambre à pression différentielle) disposée entre l'in- sert et la configuration géométrique de sortie et possé- dant un diamètre supérieur à cette dernière, et que l'in- sert comporte des moyens déflecteurs, à l'aide desquels le jet de liquide, qui sort dans la zone centrale à par- tir du perçage d'étranglement est refoulé -de préférence des deux côtésdans la direction de l'axe longitudinal de la fente de sortie de la buse. Assurément, d'après EP 0 037 747 A1 il est connu en soi de prévoir, dans une buse, un insert pour réaliser l'étranglement de la quantité de liquide. Cepen- dant, en ce qui concerne la buse connue, il s'agit d'une buse à trois trous -contrairement au concept de la pré- sente invention. C'est-à-dire que la buse connue comporte trois perçages cylindriques servant à produire trois jets pleins, dont le diamètre est déterminé uniquement par la taille du perçage de sortie. En outre, dans la buse connue l'insert a exclusivement pour rôle de réduire la section transversale la plus étroite de la buse à un seul perçage, pour des questions de protection vis-à-vis de l'usure. Au contraire, dans la buse à jet plat conforme à l'invention, la pression en amont de la fente de sortie de la buse est étranglée par un insert et le jet de li- quide est simultanément élargi dans la direction du grand axe de la fente de sortie de telle sorte que le liquide est refoulé dans les zones marginales de la fente de sor- tie. En cet endroit, c'est-à-dire à proximité des bords de sortie, le liquide est fortement dévié sous l'effet d'un décollement (tourbillonnement), ce qui fournit un angle important pour le jet. Grâce à l'invention, on ob- tient par conséquent des gouttes d'une taille importante (en raison de la faible pression régnant dans la buse) tout en conservant simultanément un angle important-pour le jet et une distribution uniforme du liquide. Selon une variante de réalisation de l'inven- tion qui se caractérise par une possibilité de fa- brication simple et un montage simple de la buse, l'in- sert de forme cylindrique est disposé directement, sur l'extrémité (supérieure), côté entrée, du carter de buse, dans une partie élargie cylindrique correspondante du passage pour le liquide. - Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, l'insert possède -en tant que moyens déflec- teurs-, aux deux extrémités de son perçage d'étrangle- ment, des fraisages prismatiques, qui sont per- pendiculaires ou sensiblement perpendiculaires entre eux, et que le fraisage situé sur le côté sortie est orienté dans la direction du grand axe de la fente de sortie de la buse. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'extrémité, située sur le côté sortie de la buse, du perçage d'étranglement est élargie et que l'insert pos- sède, en cet endroit, une plaque brise-jet centrée, qui possède une forme tronconique en coupe longitudinale et qui subdivise le perçage d'étranglement et, de façon cor- respondante, le liquide sortant, en deux perçages par- tiels ou écoulements partiels de liquide, qui divergent dans la direction du grand axe de la fente de sortie de la buse. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'insert comporte -en tant que moyens déflecteurs- une plaque brise-jet possédant une surface plane, installée en amont du perçage d'étranglement sur le côté sortie. Selon une autre caractéristique de l'invention, le perçage d'étranglement disposé coaxialement par rap- port au passage pour le fluide, débouche, sur son extré- mité située sur le côté sortie, à l'intérieur de l'in- sert, dans un perçage transversal traversant, et que le perçage transversal est orienté dans la direction du grand axe de la fente de sortie de la buse. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'insert comporte latéralement un bec moulé d'un seul te- nant, qui, dans la position de montage de l'insert, s'en- gage dans un évidement latéral correspondant du carter de buse. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'insert est monté à force dans la zone, prévue pour son montage, du passage pour le liquide. Selon une autre caractéristique de l'invention, 1'insert possède un premier évidement, qui est également disposé diamétralement par rapport au bec et correspond à un second évidement ménagé au même emplacement dans le carter de buse. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur les- quels: - la figure 1 montre, sous la forme d'une coupe longitudinale verticale, une forme de réalisation d'une buse à jet plat conforme à l'invention; - la figure 2 représente, selon une vue en plan, l'insert de la buse de la figure 1; - les figures 3 à 5 montrent d'autres formes de réalisation de buses à jet plat conformes à l'invention, selon une représentation en coupe correspondant à celle de la figure 1; et - la figure 6 représente un diagramme de la taille moyenne des gouttes, que l'on peut obtenir avec des buses conformes à l'invention, par exemple les buses des figures 1-5, en fonction de la pression amont dans les buses. Conformément aux figures 1 et 3-5, la référence désigne un carter cylindrique de buse comportant un passage centré traversant 11 pour le liquide, possédant des parties étagées multiples. Le passage 11 pour le li- quide commence à l'extrémité supérieure du carter de buse 10, à savoir l'entrée 12 pour le liquide, par une zone 13 possédant un diamètre maximum, qui se prolonge d'une ma- nière étagée, dans la direction d'écoulement 14, par une zone centrale 15 de diamètre réduit. A la zone centrale se raccorde coaxialement ce qu'on appelle une configu- ration géométrique de sortie désignée par la référence 16 et possédant un diamètre inférieur à celui de la zone centrale 15 du passage 11 pour liquide. La configuration géométrique de sortie 16 se compose d'une section cylin- drique 17 et d'une'section terminale de forme approxima- tivement sphérique 18, qui se raccorde à la section pré- cédente dans la direction d'écoulement 14. A l'extrémité inférieure du carter de buse 10, on voit qu'il est prévu deux évidements latéraux 19,20 ainsi qu'un fraisage pris- matique 21. Le fraisage prismatique 21 recoupe la confi- guration géométrique de sortie 16 et forme la sortie de la buse. Dans la forme de réalisation des figures 1 et 2, dans la partie supérieure 13 du passage 11 pour li- quide est disposé un insert cylindrique désigné globale- ment par la référence 22 et qui possède un perçage centré d'étranglement 23, qui détermine le courant volumiqué traversant la buse. Dans la face inférieure se trouve mé- nagé, dans l'insert 22, un fraisage en forme de fente 24 (ce qu'on appelle un fraisage prismatique fonctionnel), qui recoupe le perçage d'étranglement 23. Le fraisage prismatique fonctionnel 24 s'étend parallèlement à la fente 21 de sortie de la buse. A partir de la face supé- rieure, dans l'insert 22 est ménagé un autre fraisage en forme de fente, qui recoupe également le perçage d'étran- glement 23 et est désigné par la référence 25. Comme le montre la figure 2, le second fraisage en forme de fente est perpendiculaire au fraisage prismatique fonction- nel 24. L'orientation, décrite précédemment, des frai- sages en forme de fentes 24,25 par rapport à la fente 21 de sortie de la buse requiert une position correspondante de montage de l'insert 22 dans le carter de buse 10. A cet effet, l'insert 22 possède un bec 26 formé latérale- ment par moulage et qui correspond à l'évidement corres- pondant 27 ménagé dans le carter de buse 10. D'autre part, dans le carter de buse 10 est mé- nagé un évidement 28 auquel est associé un évidement 29 ménagé dans l'insert 22. Les évidements 28,29 servent au montage et au démontage de l'insert 22 à l'aide d'un ou- til approprié à cet effet. Les éléments indiqués -le bec 26 présent sur l'insert 22 et l'évidement 27 ménagé dans le carter de buse 10- garantissent non seulement un positionnement précis de l'insert 22, mais également un logement avec blocage en rotation de ce dernier dans le carter de buse 10. Mais, sinon il est également possible d'insérer à force l'insert 22 dans le carter de buse 10. Dans ce cas, les éléments26-29 peuvent être supprimes. Les deux fraisages en forme de fentes 24 et 25, qui sont perpendiculaires entre eux, confèrent à l'insert 22 la fonction d'une buse à jet plat. Cela signifie que le jet de liquide étranglé, qui sort du perçage d'étran- glement 23 pour pénétrer dans le fraisage inférieur en forme de fente 24 de l'insert 22, s'élargit dans la di- rection du grand axe de la fente 21 de sortie de la buse et parvient ainsi dans la zone centrale 15 du passage 11 pour le liquide. Alors que l'étranglement permet d'obtenir une pression correspondante plus faible et par conséquent la condition physique préalable nécessaire pour l'obtention de grosses gouttes, l'élargissement men- tionné du jet de liquide fournit la condition préalable pour l'obtention, au niveau de la fente 21 de sortie de a buse, d'un angle important pour le jet avec une dis- tribution uniforme de liquide. L'effet conforme à l'invention,- décrit précé- demment, est favorisé lorsque la buse possède en tant que telle, c'est-àdire sans l'insert 22, une caractéristique de distribution du liquide, accentuée dans la partie cen- trale. La buse de la figure 3 diffère de la forme de réalisation, décrite précédemment, des figures 1 et 2, par une configuration différente de l'insert désigné par 22a sur la figure 3. L'insert 22a possède, au niveau de son extrémité inférieure, un prolongement en forme d'embout 30, tandis qu'une plaque brise-jet 31 de forme tronconique est formée au niveau de son extrémité infé- rieure. Cette plaque brise-jet 31 de forme tronconique subdivise le perçage d'étranglement 23a, qui traverse l'insert 22a et est élargi en direction de son extrémité inférieure, en deux perçages partiels divergents 32 et 33. Les perçages partiels 32 et 33 et par conséquent éga- lement les écoulements partiels de liquide, qui circulent dans ces perçages, sont orientés dans la direction du grand axe de la fente 21 de sortie de la buse. Le rôle de l'insert 22a de la figure 3 correspond essentiellement à celui de l'insert 22 de la figure 1. Dans la forme de réalisation de la figure 4, l'insert est désigné par la référence 22b. La particula- rité réside ici dans le fait qu'une plaque brise-jet 34, qui possède une surface plane, est disposée en amont du perçage d'étranglement 23b, sur le côté sortie. Le fonc- tionnement correspond ici également à nouveau'à celui du dispositif des figures 1-3 (voir précédemment). Dans le cas de la forme de réalisation de la figure 5, l'insert désigné ici par la référence 22c, pos- sède la particularité consistant en ce que le perçage d'étranglement 23c, qui est coaxial au passage 11 pour le liquide, débouche, au niveau de son extrémité côté sor- tie, à l'intérieur de l'insert 22c, dans un perçage transversal traversant 35. Par suite de la présence du perçage transversal 35, qui est orienté dans la direction du grand axe de la fente 21 de sortie de la buse, le jet de liquide est dévié des deux côtés à angle droit et est subdivisé en deux moitiés. Le fonctionnement de ce moyen déflecteur correspond à celui des moyens déflecteurs des formes de réalisation des figures 1-4. La figure 6 représente, sous la forme d'un dia- gramme, le spectre des tailles importantes des gouttes, que l'on peut obtenir au moyen d'une buse conforme à l'invention, par exemple conformément aux formes de réa- lisation des 'figures 1-5. Ici, le diamètre moyen des gouttes (qu'on appelle le diamètre de Sauter) est porté en microns en fonction de la position en amont de la buse, exprimée par un multiple de l'unité correspondant à une valeur de 105 Pa. La caractéristique de la buse conforme à l'invention est représentée par la courbe su- périeure en trait épaissi. Le diamètre de Sauter est égal à la valeur moyenne qui caractérise le rapport du volume à la surface d'une goutte. Comparativement, on a représenté sur le dia- gramme -sous la forme d'une ligne formée de tirets- la caractéristique d'une buse à jet plat "normale", ne pré- sentant pas les caractéristiques conformes à l'invention. Ceci révèle d'une manière particulièrement nette les avantages de la buse conforme à l'invention. De ce fait, l'invention a permis d'obtenir un accroissement d'environ % du diamètre moyen des gouttes. 1! REVENDICATIONS 1. Buse à jet plat servant à pulvériser des li- quides sous la forme de gouttes de taille relativement importante, comportant un carter de buse (10), qui possè- de un passage axial traversant (11) pour le liquide, qui possède un diamètre étagé et sur une extrémité duquel est prévue une configuration géométrique de sortie (16) pos- sédant un fraisage prismatique, en tant que fente de sor- tie de la buse, et comportant un insert (22,22a,22b,22c) disposé dans le passage (11) pour le liquide, entre l'en- trée du liquide et la configuration géométrique de sor- tie, et possédant un perçage d'étranglement, caractérisée en ce que le passage (11) pour le liquide, ménagé dans le carter de buse (10), possède une zone centrale cylindri- que (15) (chambre à pression différentielle) disposée en- tre l'insert (22,22a,22b,22c) et la configuration géomé- trique de sortie (16) et possédant un diamètre supérieur à cette dernière, et que l'insert (22,22a,22b,22c) com- porte des moyens déflecteurs (25,24; 31-33;34,35), à l'aide desquels le jet de liquide, qui sort dans la zone centrale (15) tà partir du perçage d'étranglement (23,23a, 23b,23c), est refoulé -de préférence des deux côtés- dans la direction de l'axe longitudinal de la fente (21) de sortie de la buse. 2. Buse à jet plat selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'insert (22,22a,22b,22c) de forme cylindrique est disposé directement, sur l'extrémité (su- périeure) (12), côté entrée, du carter de buse, dans une partie élargie cylindrique correspondante (13) du passage (11) pour le liquide. 3. Buse à jet plat selon l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisée en ce que l'insert (22) pos- sède -en tant que moyens déflecteurs-, aux deux extrémi- tés de son perçage d'étranglement (23), des fraisages prismatiques (25 et 24), qui sont perpendiculaires ou sensiblement perpendiculaires entre eux, et que le frai- sage (24) situé sur le côté sortie est orienté dans la direction du grand axe de la fente (21) de sortie de la buse. 4. Buse à jet plat selon l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisée en ce que l'extrémité, située sur le côté sortie de la buse, du perçage d'étranglement (23a) est élargie et que l'insert (22a) possède, en cet endroit, une plaque brise- jet centrée (31), qui possède une forme tronconique en coupe longitudinale et qui sub- divise le perçage d'étranglement (23a) et, de façon cor- respondante, le liquide sortant, en deux perçages par- tiels (32,33) ou écoulements partiels de liquide, qui di- vergent dans la direction du grand axe de la fente (21) de sortie de la buse. 5. Buse à jet plat selon l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisée en ce que l'insert (22b) com- porte -en tant que moyens déflecteurs- une plaque brise- jet (34) possédant une surface plane, installée en amont du perçage d'étranglement (23b) sur le côté sortie. 6. Buse à jet plat selon l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisée en ce que le perçage d'étran- glement (23c) disposé coaxialement par rapport au passage (11) pour le fluide, débouche, sur son extrémité située - sur le côté sortie, à l'intérieur de l'insert (22c), dans un perçage transversal traversant (35), et que le perçage transversal (35) est orienté dans la direction du grand axe de la fente (21) de sortie de la buse. 7. Buse à jet plat selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'insert (22,22a,22b,22c) comporte latéralement un bec (26) moulé d'un seul tenant, qui, dans la position de montage de l'insert, s'engage dans un évidement latéral correspon- dant (27) du carter de buse (10). 8. Buse à jet plat selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'insert est monté à force dans la zone (13), prévue pour son montage, du passage (11) pour le liquide. 9. Buse à jet plat selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'insert (22,22a,22b,22c) possède un premier évidement (29), qui est également disposé diamétralement par rapport au bec (26) et correspond à un second évidement (28) ménagé au même emplacement dans le carter de buse (10).