Brevet FR2660834A1 — publié le 19911018

Dispositif d'arrosage rotatif à impulsions L'invention concerne un dispositif d'arrosage rotatif du type comprenant une douille d'axe vertical propre à être raccordée à une canalisation d'eau sous pression, un organe tournant monté à rotation sur la douille autour de son axe et une buse de projection d'eau portée par l'organe tournant et propre à provoquer sa rotation. Ces dispositifs connus trouvent de nombreuses applications pour l'arrosage ou l'irrigation de cultures ou encore pour l'arrosage des pelouses. Ces dispositifs comportent des moyens d'entraînement plus ou moins complexes pour assurer la rotation de l'organe tournant, et par conséquent celle de la buse, et arroser ainsi des zones circulaires ou des secteurs circulaires dont le centre coïncide avec l'axe de rotation de l'organe tournant. Certains des dispositifs connus ont des moyens d'entraînement de structure simple et donc d'un prix de fabrication et d'un entretien peu coûteux. Mais ils ont alors pour in convénient d'avoir une vitesse de rotation trop élevée, ce qui entraîne une usure rapide et a pour conséquence que la distance maximale de projection de la buse est trop faible. En effet, il a été constaté que cette distance de projection atteint sa valeur maximale, pour une pression d'eau donnée, lorsque la buse tourne à une vitesse lente. Par vitesse lente il faut entendre ici une vitesse de rotation de l'ordre de 10 à 30 tours par minute. D'autre part, on connaît aussi des dispositifs d'arrosage du type précité dans lesquels les moyens d'entraînement en rotation possèdent une structure relativement complexe qui permet d'entraîner la buse à une vitesse lente et d'avoir une distance maximale de projection d'eau. Mais ils ont pour inconvénient d'avoir un prix de fabrication et un entretien coûteux. Jusqu'à présent, on n'a encore proposé aucun dispositif d'arrosage du type précité qui, à la fois, possède une structure très simple et permet une vitesse de rotation lente de la buse, avec pour conséquence une distance maximale de projection de la buse. C'est, en conséquence, un but de l'invention de procurer un dispositif d'arrosage du type défini en introduction qui soit d'une construction simple et qui permette une vitesse de rotation lente et donc une distance maximale de projection de la buse, pour une pression d'eau donnée. C'est egaler nt ur but de l'invention de procurer un tel dispositif d'arrosage qui permet de faire varier à volonté les caractéristiques de distribution d'eau dans la région arrosée. Conformément à l'invention, le dispositif d'arrosage comprend un tuyau souple déformable ayant une première extrémité raccordée à l'organe tournant dans une direction sensiblement radiale par rapport à l'axe de rotation et une seconde extrémité portant la buse, le tuyau souple étant propre à osciller librement autour d'une position moyenne sous l'effet de la pression d'eau pour provoquer la rotation par impulsions de l'organe tournant. Il a été constaté, d'une manière extrêmement surprenante, qu'en raccordant ainsi la buse à l'organe tournant, par l'intermédiaire d'un tuyau souple déformable, on pouvait obtenir une rotation par impulsions et à vitesse lente de l'organe tournant. Lorsqu'on alimente le dispositif de l'invention avec de l'eau sous une pression donnée, l'organe tournant commence à tourner à une vitesse relativement rapide ce qui permet de purger le dispositif des dépôts ou particules éventuels qu'il renferme. Ensuite, lorsque la pression de l'eau qui traverse la buse correspond à la pression de distribution, le dispositif se met à tourner à vitesse lente et par impulsions ou à-coups. En erfet, le tuyau souple oscille alors autour d'une position moyenne sous l'effet combiné de la pression d'eau et de la force centrifuge en provoquant la rotation de l'organe tournant d'une fraction de tour, l'arrêt de la rotation sous l'effet de l'inversion de la position du tube, une nouvelle rotation d'une fraction de tour, et ainsi de suite. Dans une première forme de réalisation de l'invention, le dispositif comprend un conduit rigide de forme coudée ayant une première extrémité raccordée radialement sur l'organe tournant et une seconde extrémité raccordée à la première extrémité du tuyau souple. De ce fait, le tuyau souple s'étend normalement dans une position non radiale par rapport à l'axe de rotation de l'organe tournant, ce qui permet d'obtenir la rotation de ce dernier lorsque la pression d'eau est établie. Avantageusement, la seconde extrémité du tuyau souple, c' est-à-dire celle qui porte la buse, comporte des moyens pour modifier la configuration du jet d'eau projeté par la buse. Bien que l'on puisse concevoir différents types de moyens pour cette modification, on utilise avantageusement une enceinte de sortie qui entoure la buse et qui possède une ouverture permettant de modifier la configuration du jet d'eau projeté par la buse. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, cette enceinte comporte un pointeau réglable propre à briser le jet émis par la buse. Dans cette première forme de réalisation de l'invention, le tuyau souple déformable peut avoir une section transversale de forme circulaire, ovale ou elliptique. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le dispositif comprend une enceinte, par exemple, en forme générale de cloche, possédant un sommet fixé rigidement à l'organe tournant et une ouverture de forme asymétrique, le tuyau souple a une section ovale ou elliptique et la première extrémité du tuyau souple est reliée au sommet de l'enceinte tandis que Sa seconde extrémité fait saillie au dehors de l'ouverture asymétrique, en sorte que le tuyau souple peut se débattre dans une direction privilégiée entre deux régions opposées de l'ouverture asymétrique, en venant frapper lesdites régions opposées. On obtient ainsi un mouvement de battement qui permet une rotation par impulsions du dispositif tournant. Dans cette . .seconde forme de réalisation de l'invention, la première extrémité du tuyau souple est avantageusement raccordée à l'organe tournant par l'intermédiaire d'un con duit rigide de forme rectiligne ou de forme coudée. Dans les deux modes de réalisation précités, il est possible de prévoir que l'organe tournant porte une seconde buse de projection d'eau qui est disposée dans une position diamétralement opposée par rapport à celle du raccordement du tuyau souple. La fonction de cette seconde buse est essentiellement de modifier la vitesse de rotation et les rythmes de pulsations de l'organe tournant. Cette seconde buse contribue également à l'arrosage car elle permet de distribuer de l'eau à une distance de projection plus grande que celle de la buse montée à l'extrémité du tuyau souple. En ce cas, la première buse arrose une zone généralement circulaire, tandis que la seconde buse arrose une zone annulaire qui s'étend au-delà de cette zone circulaire. Dans la description qui suit, donnée seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en élévation. d'un dispositif d'arrosage selon l'invention conformément à la première forme de réalisation précitée - la figure 2 est une vue de dessous du dispositif de la figure 1 - la figure 3 est une vue de dessus du dispositif des figures 1 et 2, le tuyau souple étant dans une position moyenne - les figures 4 et 5 sont des vues analogues à celle de la figure 3, dans lesquelles le tuyau souple se trouve incurvé dans deux positions respectivement de part et d'autre de la position moyenne - les figures 6 à 15 montrent différentes configurations de moyens de sortie de la buse - la figure 16 est vue latérale d'un organe de sortie sous la forme d'une enceinte munie d'un pointeau - la figure 17 est une vue d'extrémités du dispositif de la figure 16 - la figure 18 est une vue latérale partielle d'un dispositif selon l'invention, conformément à la seconde forme de réalisation précitée ; et - la figure 19 est une vue en coupe suivant la ligne XIX-XIX de la figure 18. On se réfère tout d'abord aux figures 1 à 3 qui montrent un dispositif d'arrosage rotatif dans une première forme de réalisation de l'invention. Ce dispositif comprend une douille 10 d'axe vertical XX qui est munie, en partie inférieure, d'une bague 12 moletée extérieurement. Cette bague comprend un filetage intérieur 14 (figure 2) pour permettre le raccordement de la douille 10 sur un raccord approprié (non représenté) relié à une canalisation d'alimentation d'eau sous pression. La bague 12 est rendue solidaire de la douille 10 par un écrou 16 (figure 2) permettant la rotation de la bague par rapport à la douille. L'écrou 16 comprend un passage interne 18 permettant à l'eau de cheminer longitudinalement à 1 'in- térieur de la douille 10. Cette dernière porte, à son extrémité supérieure, un organe tournant 20. Celui-ci comprend un corps cylindrique 22 venant coiffer la douille 10 et propre à tourner en rotation par rapport à cette douille autour de l'axe XX. Le corps 22 se prolonge par un tube creux 24, disposé suivant l'axe XX. Ce dernier débouche dans un tube creux 26 qui s'étend radialement par rapport à l'axe XX, les tubes 24 et 26 formant ainsi un raccord en forme de T. Le tube 26 possède deux extrémités opposées 28 et 29. Le dispositif représenté aux figures 1 à 3 comprend en outre un conduit rigide 30, de forme coudée, possédant deux branches 32 et 34 formant entre elles un angle A (figure 1) qui peut être par exemple de l'ordre de 1200. Le conduit rigide 30 comprend une première extrémité 36 qui est raccordée sur l'extrémité 28 du tube 26 et une seconde extrémité 38 servant au raccordement d'un tuyau souple 40. Ainsi, la première branche 32 du conduit coudé 30 se raccorde radialement sur l'organe tournant tandis que sa seconde branche 34 s'étend non radialement par rapport à l'axe XX. La position du conduit coudé 30 peut être ajustée angulairement en faisant tourner l'extrémité 36 du conduit 30 par rapport à l'extrémité 28 du conduit 26 comme montré par la flèche F (figure 2) ce qui permet de modifier l'orientation dans l'espace de la branche 34. Le tuyau souple 40 qui peut être réalisé en tout matériau approprié, par exemple en caoutchouc de silicone, possède de préférence une section droite circulaire, mais celleci pourrait aussi être de forme ovale ou elliptique. Ce tuyau comprend une première extrémité 42 qui est raccordée à la seconde extrémité 38 du conduit coudé 30 par un joint de raccordement 44. Le tuyau souple 40 possède une seconde extrémité 46 qui porte une buse 48 par l'intermédiaire d'un petit conduit rigide 50. La buse 48 est prévue à l'une-des extrémités du conduit 50, l'autre extrémité de ce dernier étant reliée à l'extrémité 46 du tuyau souple 40. Le tuyau 50 supporte une enceinte de sortie 52 de forme généralement tronconique qui possède une ouverture 54 de forme circulaire.Ainsi, l'eau projetée par la buse 48 est canalisée par l'enceinte de sortie 52 pour former un jet 56 de configuration donnée. Le tuyau souple 40 peut éventuellement porter un poids pour modifier ses caractéristiques d'oscillation. Dans l'exemple, un poids 57 est disposé autour du conduit 50, à proximité immédiate de la buse 48. L'extrémité 29 du tuyau 26 peut être obturée par un bouchon 58 comme montré aux figures 1 à 5. En variante, on peut adapter sur l'extrémité 29 une seconde buse 60 (figure 1) propre à émettre un jet 62 dans une direction générale non-alignée par rapport à celle du tube 26. On peut ainsi régler en orientation la buse 60 par rapport au tube 26 et modifier la direction du jet 62. Le fonctionnement du dispositif sera maintenant expliqué plus particulièrement en référence aux figures 3 à 5. Lorsque l'on fait arriver de l'eau sous pression au dispositif de l'invention, l'eau est projetée par la buse 48 sous la forme d'un jet 56 dans une direction non radiale par rapport à l'axe XX, ce qui provoque la rotation de l'organe tournant 20. Tant que la pression de l'eau dans le dispositif est inférieure à la pression de l'eau d'alimentation, l'organe tournant tourne autour de l'axe XX dans la direc tion de la flèche G (figures 3 à 5) à une vitesse rapide ce qui permet de purger le dispositif des dépôts ou particules éventuellement renfermés par celui-ci.Lorsque la pression de l'eau dans le dispositif correspond.à celle de l'eau de la canalisation, le tube souple 44, sous l'effet combiné de la pression d'eau et de la force centrifuge, s'incurve dans la position représentée sur la figure 4 et favorise ainsi la rotation du dispositif dans le sens de la flèche G. I1 se produit alors une rotation d'une fraction de tour car, dans un délai très bref, le tube s'infléchit dans une position opposée, par rapport à sa position moyenne (figure 3) pour atteindre la position représentée à la figure 5 où le jet 56 est orienté dans une direction s'opposant à la rotation dans le sens de la flèche G. Par conséquent, la rotation de l'organe tournant est arrêtée pendant un temps très bref. Le tube souple 40 s'infléchit alors pour reprendre la position de la figure 4 en passant par la position moyenne représentée à la figure 3, et ainsi de suite. On obtient ainsi un mouvement de rotation lente par impulsions ou à-coups. La vitesse de rotation et le rythme des pulsations de l'organe tournant peuvent être ajustés lorsqu'on prévoit, comme montré à la figure 1, une seconde buse 60 réglable en orientation. Egalement, on peut modifier les caractéristiques du mouvement en remplaçant le tuyau souple 40 par un autre tuyau souple ayant des caractéristiques de souplesse différentes ou encore en remplaçant le poids 57 par un autre poids. Par ailleurs, comme on le verra plus loin, on peut jouer sur la nature des moyens de sortie qui entourent la buse 48. Dans le cas des figures 6, 7, 8 et 9, la buse 48 est entourée par une enceinte possédant une ouverture 54 ayant respectivement une forme circulaire (figure 6), triangulaire (figure 7), carrée (figure 8) et rectangulaire (figure 9). Dans le cas de la figure 10, la buse 48 débouche à proximité d'une plaque déflectrice 64. Dans le cas de la figure 11, le tuyau souple 40 débouche dans une enceinte 66 en forme générale de poire qui est munie d'une ouverture de sortie 68. Dans le cas de la figure 12, le dispositif ne comporte aucun moyen de sortie associé à la buse 48. Dans le cas des figures 13, 14 et 15, la buse 48 débouche à l'intérieur d'une enceinte cylindrique 70 soit à génératrices parallèles (figures 13 et 14), soit de forme tronconique (figure 15). On se réfère maintenant à la figure 16 qui montre une enceinte 72 de forme générale cylindrique montée à l'extrémité du tuyau souple 40. Cette enceinte possède une ouverture circulaire 74. La buse 48 (figure 17) projette un jet 56 dont il est possible de faire varier les caracterisLiques grâce à un pointeau 76 possédant une tige filetée 78 vissée au travers de l'épaisseur de la paroi de l'enceinte 72. La partie filetée 78 comprend une extrémité 80 en forme de pointeau et une extrémité opposée munie d'une molette 82. Ainsi, en tournant plus ou moins la molette 82 on peut faire pénétrer plus ou moins la pointe 80 au voisinage de la buse 48 et modifier les caractéristiques du jet. On se réfère maintenant aux figures 18 et 19 qui montrent un dispositif selon une seconde forme de réalisation de l'invention. Le dispositif comprend un conduit rigide 84 porté par un organe tournant (non représenté) analogue à celui des figures 1 à 5. Le conduit 84 est, dans l'exemple, constitué par un conduit rectiligne qui s'étend radialement par rapport à la direction de l'axe XX mais il pourrait, en variante, être constitué par un conduit coudé analogue au conduit 30 des figures 1 à 5. Le conduit 84 possède une seconde extrémité 86 qui est reliée au sommet 88 d'une enceinte 90, dans l'exemple en forme de cloche, qui possède une ouverture circulaire 92 rendue asymétrique par une découpe 94 se raccordant sur le bord circulaire de l'ouverture par deux rebords 96. L'extrémité 86 du conduit 84 traverse le sommet 88 de l'enceinte 90 et se raccorde sur la première extrémité d'un tuyau souple 98 dont la seconde extrémité porte une buse 100. Le tuyau souple 98 a une section de forme elliptique (figure 19) dont le grand axe est sensiblement parallèle à la ligne qui joint les bords 96 de la découpe 94. Lorsque la pression d1eau est stablie dans la dispositif ! du fait de la section elliptique du tuyau 98, celui-ci peut se débattre dans un plan contenant le petit axe de la section elliptique et venir ainsi frapper une première région 102 adjacente au bord 92 de 11 enceinte et une seconde région 104, diamétralement opposée, adjacente au bord de la découpe 94 (figure 19). Le tuyau se débat ainsi entre deux positions extrêmes P1 et P2 autour d'une position centrale PO avec des débattements angulaires Al et A2 de valeurs différentes (figure 18). Comme montré à la figure 18, le tuyau souple 98 porte à sa seconde extrémité, et à proximité de la buse 100, un poids 106 qui facilite l'oscillation du conduit à l'intérieur de l'enceinte, à la manière du battant d'une cloche. Le dispositif peut aussi porter, à proximité immédiate de la buse 100,-un organe 108, par exemple un déflecteur, propre à modifier la configuration du jet distribué par la buse (figure 18). Un tel organe pourrait être prévu aussi dans les autres formes de réalisation précitées. Dans la forme de réalisation des figures 18 et 19, l'organe tournant peut également être muni d'une seconde buse analogue à la buse 60 représentée à la figure 1. Comme indiqué précédemment, dans le cas des figures 18 et 19, le conduit rigide 84 peut être rectiligne ou coudé. Lorsqu'on utilise un bras rectiligne, la rotation de l'organe tournant ne commence que lorsque la pression dans le dispositif correspond sensiblement à la pression de l'eau d'alimentation. Par exemple, si la pression d'alimentation du réseau est de 2 bars, le dispositif se mettra à tourner seulement lorsque la pression d'eau dans celui-ci sera de 2 bars. En revanche, si on utilise un bras coudé, le mouvement sera très proche de celui décrit précédemment en référence aux figures 3 à 5, c'est-à-dire un mouvement de rotation rapide au début puis un mouvement de rotation lent avec pulsations ensuite. Revendications 1. Dispositif d'arrosage rotatif comprenant une douille (10) d'axe vertical (XX) propre à être raccordée à une canalisation de distribution d'eau sous pression, un organe tournant (20) monté à rotation sur la douille autour de son axe vertical et une buse de projection d'eau (48 ; 100) portée par l'organe tournant et propre à provoquer sa rotation, caractérisé en ce qu'il comprend un tuyau souple déformable (40 ; 98) ayant une première extrémité (42) raccordée à l'organe tournant dans une direction sensiblement radiale par rapport à l'axe de rotation (XX) et une deuxième extrémité (46) portant la buse (48 ; 100), le tuyau souple étant propre à osciller librement autour d'une position moyennne sous l'effet de la pression d'eau pour provoquer la rotation par impulsions de l'organe tournant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit rigide (30) de forme coudée ayant une première extrémité (36) raccordée radialement sur l'organe tournant (20) et une seconde extrémité (38) raccordée à la première extrémité (42) du tuyau souple (40). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le conduit rigide coudé (30) comprend une première branche (32) qui se raccorde radialement à l'organe tournant (20) et une seconde branche (34) qui s'étend non radialement par rapport à l'organe tournant. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le conduit rigide (30) est réglable en orientation par rapport à l'organe tournant (20). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde extrémité (44) du tuyau souple (40) comporte des moyens pour modifier la configuration du jet d'eau (56) projeté par la buse (48). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la seconde extrémité (46) du tuyau souple (40) porte une enceinte ouverte (52 ; 72) qui entoure la buse. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'enceinte (72) comporte un pointeau réglable (76) propre à briser le jet d'eau (56) émis par la buse. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le tuyau souple déformable (48) a une section transversale de forme circulaire, ovale ou élliptique. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte (90), par exemple en forme générale de cloche, possédant un sommet (88) fixé rigidement à l'organe tournant (20) et une ouverture (92) de forme asymétrique, en ce que le tuyau souple (98) a une section ovale ou elliptique et en ce que la première extrémité du tuyau souple est reliée au sommet de l'enceinte (90), tandis que sa seconde extrémité fait saillie au dehors de l'ouverture asymétrique (92), de telle sorte que le tuyau souple peut se débattre dans une direction privilégiée entre deux régions opposées (102, 104) de l'ouverture asymétrique, en venant frapper lesdites régions opposées. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la première extrémité du tuyau souple (98) est raccordée à l'organe tournant par l'intermédiaire d'un conduit rigide (84) de forme rectiligne ou coudée. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la seconde extrémité du tuyau souple (40 98) porte, à proximité immédiate de la buse (48 ; 100), un poids (57 ; 106) et/ou un organe (108 ) propre à modifier la configuration du jet distribué par la buse. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'organe tournant (20) porte une seconde buse de projection d'eau (60) qui est disposée dans une position diamétralement opposée par rapport à celle du raccordement du tuyau souple (40 ; 98) et qui est réglable en orientation.