Brevet FR2701935A1 — publié le 19940902

L'invention se rapporte à un dispositif de propulsion par fluide gazeux sous pression et, dans une pluralité de conduites, de matériaux qui se présentent sous forme particulaire et, notamment sous forme granulaire. L'invention s'applique plus spécialement mais non exclusivement aux matériels agricoles destinés à l'épandage d'engrais de type granulaire. Dans le domaine du matériel pour l'épandage d'engrais, on connait les machines mettant en oeuvre une structure qui, portée par un engin roulant, en vue d'être déplacée au dessus d'une surface de culture, comprend une pluralité de postes chacun de libération, au dessus de ladite surface, d'un flux déterminé de granulés d'engrais. Outre une réserve de granulés, chaque engin porte un dispositif de distribution pneumatique de ces granulés aux différents points de libération et ce, à travers une pluralité de conduites. Ce dispositif de propulsion pneumatique est généralement du type de celui décrit dans le document FR-A-2.016.190 et comporte, d'une part, une rangée de goulottes sensiblement verticales présentant chacune, à leur base, un orifice de libération des granulés dans une chambre qui, dite d'injection et quant à elle reliée à l'entrée d'une des conduites de distribution, est traversée par un jet de fluide gazeux orienté vers l'entrée de la conduite de distribution précitée et, d'autre part, un moyen d'alimentation en granulés de la pluralité de goulottes et ce, par leur sommet. Dans ce type de dispositif, d'une part, le jet de fluide traversant chaque chambre d'injection est tangent à la fois aux surfaces latérales et de fond de cette chambre et à celles de l'entrée de la conduite de distribution qui lui est associée et, d'autre part, chaque goulotte d'alimentation d'une chambre comporte un fond situé dans un plan sécant à l'axe longitudinal du jet de fluide. Le fluide gazeux utilisé comme agent propulseur est l'air sous pression et cet air sous pression est produit par une soufflerie que comprend le dispositif de distribution. La propulsion du matériau particulaire dans les différentes conduites dont la longueur peut excéder une dizaine de mètres nécessite la mise en oeuvre d'une puissante soufflerie. En vue, d'une part, de minimiser les pertes de charge par détente du fluide sous pression, on construit des chambres d'injection dont la section, dans un plan sensiblement orthogonal au jet de fluide, est de valeur sensiblement égale à celle transversale de la conduite reliée à cette chambre et, d'autre part, de limiter l'encombrement du dispositif dans le sens, dit latéral, de la juxtaposition des goulottes et des chambres associées, on donne à chacune de ces sections, une forme rectangulaire étroite. Les dispositifs ainsi construits ont leurs avantages mais leur technologie de construction ne permet pas, sans augmenter de manière aberrante leur encombrement latéral et leur puissance consommée, d'envisager l'accroissement de leur capacité de distribution. Un des résultats que l'invention vise à obtenir est justement un dispositif de propulsion qui, bien que de capacité de distribution accrue par rapport aux dispositifs connus, conserve un encombrement équivalent et une puissance consommée qui reste acceptable. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif du type précité notamment caractérisé en ce que - la géométrie de chaque jet ainsi que celle de la chambre et celle de la tuyère qu'il traverse sont telles que, lorsque le dit jet les traverse, les génératrices de l'enveloppe du jet se trouvent à des distances prédéterminées des surfaces qui délimitent lesdites chambre et tuyère, c'est la surface qui, constituant la face de fond de chaque chambre, constitue également celle de la goulotte associée. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement - figure 1 : un dispositif selon l'invention vue en coupe selon un plan approximativement vertical, - figure 2 : à échelle réduite, une coupe selon II-II du dispositif de la figure 1, - figure 3 : une vue selon III-III du dispositif de la figure 2, - figure 4 : vue en coupe selon une plan vertical, une forme préférée de réalisation de l'invention. En se reportant au dessin, on voit un dispositif 1 de propulsion par fluide gazeux sous pression et, dans une pluralité de conduites 2, d'au moins un matériau 3 qui se présente sous forme particulaire, notamment sous forme granulaire et se trouve stocké dans un réservoir 4, tel une trémie 4. Les conduites 2 sont non limitativement toutes d'un même diamètre interne D1 déterminé. Par exemple, le dispositif 1 est destiné à être utilisé dans une machine d'épandage d'engrais de type granulaire sur une surface de culture et (en figure 1), il est dessiné sensiblement en position d'utilisation, c'est à dire vu en coupe dans un plan sensiblement vertical. Bien que cela ne soit pas représenté, tel que cela a été annoncé, ces machines mettent en oeuvre une structure qui, portée par un engin roulant, en vue d'être déplacée au dessus de la surface de culture, comprend une pluralité d'éjecteurs d'un flux déterminé de matériau au dessus de ladite surface. Classiquement, le dispositif 1 de propulsion comporte, d'une part, une rangée de goulottes 5 sensiblement verticales, présentant chacune, à leur base 6, un orifice de libération 7 du matériau particulaire 3 dans une chambre 8 dite d'injection qui, quant à elle au moins indirectement par une tuyère 9 reliée à l'entrée 10 d'une des conduites 2 de distribution, est traversée par un jet 11 de fluide gazeux orienté axialement à cette tuyère 9 et, d'autre part, un moyen 12 d'alimentation en matériau 3 de la pluralité de goulottes 5 et ce, par leur partie supérieure 13. Le moyen 12 d'alimentation peut être de tout type connu et, par exemple, consister en un convoyeur à bande qui reçoit le matériau particulaire issu d'un dispositif de dosage raccordé à une trémie 4. Classiquement, d'une part, chaque goulotte 5 est, au moins dans un tronçon 14 surplombant la chambre 8 d'injection, de section transversale sensiblement rectangulaire et, d'autre part, deux 15, dites latérales, de ses quatre faces 15, 16, 17 sont formées par les faces 15 en vis à vis de parois 18 qui, sensiblement parallèles entre elles, délimitent les goulottes 5 dans la rangée qu'elles constituent. Les parois 18 parallèles sont disposées selon un pas régulier et, de ce fait, les faces latérales 15 de chaque goulottes sont espacées d'une valeur déterminée E. Chaque chambre 8 d'injection comporte au moins une surface 19 qui, formant son fond et ses faces latérales, est orientée pour bloquer la chute du matériau issu de la goulotte et le placer sensiblement dans le jet 11. L'enveloppe du jet 11 de fluide a été symbolisée par deux traits fins dont l'un porte le repère 11 associé au dit jet. Chaque jet 11 est produit par éjection à travers une buse 20 d'un fluide gazeux sous pression, tel de l'air, préalablement mis en pression par un moyen 21 à cet effet. La buse 20 et le moyen 21 de mise en pression seront ci aprés décrits. Dans le dispositif de l'invention, au lieu - d'une part, que le jet 11 de fluide traversant chaque chambre 8 d'injection soit canalisé par des surfaces 19, 22 qui constituent les faces 19 latérales et de fond de cette chambre 8 ainsi que les faces internes 22 de la tuyère 9 raccordée à l'entrée 10 de la conduite 2 de distribution et, - d'autre part, que chaque goulotte 5 d'alimentation d'une chambre 8 comporte un fond distinct de celui de la chambre 8 et, situé dans un plan sécant à l'axe longitudinal 23 du jet 11 de fluide la géométrie de chaque jet 11 ainsi que celle de la chambre 8 et celle de la tuyère qu'il traverse sont telles que, lorsque le dit jet 11 les traverse, les génératrices de l'enveloppe du jet se trouvent à des distances L1, L2 prédéterminées des surfaces 19, 22, qui délimittent lesdites chambre 8 et tuyère 9, c'est la surface 19 qui, constituant la face de fond de chaque chambre 8, constitue également celle de la goulotte 5 associée. Les distances L1, L2 sont déterminées de manière telle qu'il n'y ait pas de perturbation de l'écoulement du fluide gazeux par effet de décollement du à la proximité d'une surface tangentielle (ces phénomènes sont connus sous le nom d'effets COENDA). Le matériau particulaire qui chute dans chaque goulotte 5 tend à pénétrer transversalement le jet 11 de fluide de la chambre 8 d'injection dans laquelle elle débouche ce qui induit la propulsion immédiate dudit matériau dans la tuyère 9 et la conduite 2 associée. En outre, le fait que le jet 11 de fluide ne tangente pas avec les faces qui délimitent la chambre 8 permet, en quelque sorte, au matériau pulvérulent qui ne pénètre pas directement dans le jet, de tendre à l'envelopper et, par cela, à y être aspiré et donc incorporé de maniére optimale. Les distances L1, L2 sont donc également déterminées en vue de l'obtention de ce dernier résultat. Chaque jet 11 de fluide est de section transversale globalement circulaire et la face 19 latérale et de fond de la chambre 8 d'injection - d'une part, affecte approximativement la forme d'un secteur demi-cylindrique de révolution comportant un axe longitudinal 24 sensiblement confondu avec celui 23 du jet 11 et, celui 25 de l'entrée de la tuyère 9 et, - d'autre part, se raccorde tangentiellement à chacune des faces latérales 15 de la goulotte 5. De manière remarquable, d'une part, chaque tuyère 9 présente une entrée circulaire 26 située dans un plan approximativement orthogonal à l'axe du jet 10 et cette entrée est de diamètre D2 déterminé mais inférieur à celui interne D1 de la conduite 2 associée et, d'autre part, la buse 20 d'éjection de chaque jet 11 comporte un canal d'éjection 27 qui est sensiblement cylindrique et de diamètre déterminé D3, quant à lui inférieur à celui D2 de la découpe 26 qui délimite l'entrée de la dite tuyère 9. Par exemple, le diamètre D3 du canal d'éjection du jet est de vingt sept millimètres, le diamètre D2 de l'entrée de chaque tuyère 9 est de quarante deux millimètres et le diamètre D1 interne de la conduite 2 est de cinquante sept millimètres. Le rayon de courbure de la face demi-cylindrique 19 de chaque chambre 8 est approximativement égal au rayon de la découpe qui constitue l'entrée 26 de la tuyère 9. Chaque tuyère 9 consiste en un tronçon tubulaire approximativement tronconique dont le diamètre D4 interne de la plus grande base est sensiblement égal à celui interne D1 de la conduite 2 à laquelle la tuyère 9 doit être raccordée. Dans le dispositif de l'invention - d'une part, les axes longitudinaux 23, 24, 25 de chaque chambre 8 ainsi que du jet 11 qui la traverse et de la tuyère 9 à laquelle elle est racordée, forment un groupe 27 dans lequel ils sont sensiblement confondus et, - d'autre part, les groupes 27 d'axes sont répartis sur au moins deux niveaux 28, 29 de manière telle que les traces 30 des intersections de chacun de ces groupes d'axes 23, 24, 25 avec un plan P auquel ils sont orthogonaux, soient disposées en quinconce et que, par cela, l'écartement L6 entre deux traces 30 voisines sur un même niveau est inférieur au double du diamètre externe D5 d'une conduite 2. Le plan P indiqué est notamment le plan de la figure 3. Sur la figure 3, le contour externe des conduites 2 est représenté en traits fins. De manière remarquable, les buses 20 d'éjection du fluide gazeux comprennent chacune un nez 30 qui fait saillie à l'intérieur de la chambre 8 et ce, sur une fraction L3 determinée de la longueur L4 de cette chambre 8, c'est à dire de sa dimension mesurée selon son axe longitudinal 24. De préférence, chaque nez 30 de buse 20 présente une face extérieure 31 qui s'étend à une distance L5 déterminée de la surface demi-cylindrique 19 de la chambre 8 dans laquelle il fait saillie. Cette distance L5 est au moins suffisante pour permettre le passage du matériau autour dudit nez, compte tenu de sa granulométrie. Ces dernières particularités techniques contribuent à l'entretien d'une dépression autour du jet 10 et essentiellement en arrière de ce dernier si on tient compte de son sens d'écoulement vers la tuyère 9. En ce qui concerne le moyen 21 de mise en pression du fluide gazeux, outre au moins un ventilateur 31, il comprend au moins un caisson 32 constitué de différentes parois dont au moins une 33 porte la pluralité de buses 21 que comprend le dispositif 1. Les buses 20 comprennent chacune, d'une part, un canal 27 de formation du jet qui est approximativement cylindrique de révolution et, d'autre part, un alésage d'entrée 34 qui, relié au dit canal 27, est évasé en direction de l'entrée de la buse. Par cela, la résistance à l'échappement de l'air sous pression, par le canal 27 de chaque buse, est atténuée et la vitesse augmentée. Avec un dispositif de propulsion ainsi conçu, on a pu épandre, en travaillant sur une largeur de vingt quatre mètres neuf cents kilogrammes d'engrais par hectare à une vitesse moyenne de douze kilomètres par heure. Avantageusement, le flux d'air produit par chaque ventilateur 31 est acheminé dans le caisson 32 de manière à frapper la paroi 33 qui porte les buses 20 sensiblement orthogonalement au plan qu'elle forme. En se reportant à la figure 4, on voit un dispositif de propulsion selon l'invention qui, dans une forme préférée de réalisation, permet d'obtenir l'avantage précité, lorsque le ou les ventilateurs 31 ne peuvent être disposés pour débiter un flux d'air 35 directement en face de la paroi 33 qui porte les buses 20. Dans cette forme de réalisation, on constate que le flux d'air 35 issu du et/ou des ventilateurs 31 est acheminé sous le niveau des chambres 8 d'injection et dans un sens opposé au sens d'éjection des différents jets 11. Dans ce cas, le caisson comporte une paroi 36 dont la face 37 située à l'intérieur du caisson présente - d'une part, deux portions 38, 39 de surface l'une (38) s'étendant sous le flux d'air ventilé 35 et dans un plan approximativement tangent à ce flux d'air et, l'autre (39) au dessus du niveau le plus élevé des chambres 8 et dans un plan sensiblement parallèle au plan notamment défini par les axes 24 de ces chambres 8 et, - d'autre part, une portion 40 de surface qui, cintrée selon un large rayon de courbure, relie les deux portions 37, 38 de surface précitées de manière à dévier le flux d'air ventilé 35 vers la paroi 33 qui porte les buses 20. REVENDICATIONS 1. Dispositif de propulsion par fluide gazeux sous pression et, dans une pluralité de conduites (2) de diamètre interne (D1), d'au moins un matériau (3) qui se présente sous forme particulaire, ce dispositif de propulsion comportant, d'une part, une rangée de goulottes (5) sensiblement verticales, présentant chacune, à leur base (6), un orifice de libération (7) du matériau particulaire (3) dans une chambre (8) dite d'injection qui, quant à elle au moins indirectement par une tuyère (9) reliée à l'entrée (10) d'une des conduites (2) de distribution, est traversée par un jet (11) de fluide gazeux orienté axialement à cette tuyère (9) et, d'autre part, un moyen (12) d'alimentation en matériau (3) de la pluralité de goulottes (5) et ce, par leur partie supérieure (13), dans ce dispositif, d'une part, chaque goulotte (5) est, au moins dans un tronçon (14) surplombant la chambre 8 d'injection, de section transversale sensiblement rectangulaire et, d'autre part, deux (15), dites latérales, de ses quatre faces (15, 16, 17) sont formées par les faces (15) en vis à vis de parois (18) qui, sensiblement parallèles entre elles, délimitent les goulottes (5) dans la rangée qu'elles constituent, en outre, dans ce dispositif, chaque chambre (8) d'injection comporte au moins une surface (19) qui, formant son fond et ses faces latérales, est orientée pour bloquer la chute du matériau issu de la goulotte et le placer sensiblement dans le jet (11), le dit dispositif étant CARACTERISE en ce que - la géométrie de chaque jet (11) ainsi que celle de la chambre (8) et celle de la tuyère qu'il traverse sont telles que, lorsque le dit jet (11) les traverse, les génératrices de l'enveloppe du jet se trouvent à des distances (L1, L2) prédéterminées des surfaces (19, 22), qui délimittent lesdites chambre (8) et tuyère (9), - c'est la surface (19) qui, constituant la face de fond de chaque chambre (8), constitue également celle de la goulotte (5) associée. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que - d'une part, les axes longitudinaux (23, 24, 25) de chaque chambre (8) ainsi que du jet (11) qui la traverse et de la tuyère (9) à laquelle elle est racordée, forment un groupe (27) dans lequel ils sont sensiblement confondus et, - d'autre part, les groupes (27) d'axes sont répartis sur au moins deux niveaux (28, 29) de manière telle que les traces (30) des intersections de chacun de ces groupes d'axes (23, 24, 25) avec un plan (P) auquel ils sont orthogonaux, soient disposées en quinconce et que, par cela, l'écartement (L6) entre deux traces (30) voisines sur un même niveau est inférieur au double du diamètre externe (D5) d'une conduite 2. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que chaque jet (11) de fluide est de section transversale globalement circulaire et la face (19) latérale et de fond de la chambre (8) d'injection - d'une part, affecte approximativement la forme d'un secteur demi-cylindrique de révolution comportant un axe longitudinal (24) sensiblement confondu avec celui (23) du jet (11) et, celui (25) de l'entrée de la tuyère (9) et, - d'autre part, se raccorde tangentiellement à chacune des faces latérales (15) de la goulotte (5). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que, d'une part, chaque tuyère (9) présente une entrée circulaire (26) située dans un plan approximativement orthogonal à l'axe du jet (10) et cette entrée est de diamètre (D2) déterminé mais inférieur à celui interne (D1) de la conduite (2) associée et, d'autre part, la buse (20) d'éjection de chaque jet (11) comporte un canal d'éjection (27) qui est sensiblement cylindrique et de diamètre déterminé (D3), quant à lui inférieur à celui (D2) de la découpe (26) qui délimite l'entrée de la dite tuyère (9). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le rayon de courbure de la face demi-cylindrique (19) de chaque chambre (8) est approximativement égal au rayon de la découpe qui constitue l'entrée (26) de la tuyère (9). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que chaque tuyère (9) consiste en un tronçon tubulaire approximativement tronconique dont le diamètre (D4) interne de la plus grande base est sensiblement égal à celui interne (D1) de la conduite (2) à laquelle la tuyère (9) doit être raccordée. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérise en ce que les buses (20) d'éjection du fluide gazeux comprennent chacune un nez (30) qui fait saillie à l'intérieur de la chambre (8) et ce, sur une fraction (L3) déterminée de la longueur (L4) de cette chambre (8), c'est à dire de sa dimension mesurée selon son axe longitudinal (24). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que chaque nez (30) de buse (20) présente une face extérieure (31) qui s'étend à une distance (L5) déterminée de la surface demi-cylindrique (19) de la chambre (8) dans laquelle il fait saillie. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé les buses (20) comprennent chacune, d'une part, un canal (27) de formation du jet qui est approximativement cylindrique de révolution et, d'autre part, un alésage d'entrée (34) qui, relié au dit canal (27), est évasé en direction de l'entrée de la buse. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 et du type comportant un moyen (21) de mise en pression du fluide gazeux éjecté par les buses (20), ce moyen (21) mettant en oeuvre au moins un ventilateur (31) produisant un flux d'air ventilé (35) à l'intérieur d'au moins un caisson (32) constitué de différentes parois dont au moins une (33) porte la pluralité de buses (21) que comprend le dispositif (1), ce dispositif étant caractérisé en ce que le caisson (32) comporte une paroi (36) dont la face (37) située à l'intérieur du caisson présente - d'une part, deux portions (38, 39) de surface l'une (38) s'étendant sous le flux d'air ventilé (35) et dans un plan approximativement tangent à ce flux d'air et, . l'autre (39) au dessus du niveau le plus élevé des chambres (8) et dans un plan sensiblement parallèle au plan notamment défini par les axes (24) de ces chambres (8) et, - d'autre part, une portion (40) de surface qui, cintrée selon un large rayon de courbure, relie les deux portions (37, 38) de surface précitées de manière à dévier le flux d'air ventilé (35) vers la paroi (33) qui porte les buses (20).