Brevet FR2769173A1 — publié le 19990409

APPAREIL D'ARROSAGE AVEC CANON D'ARROSAGE À INCLINAISON VARIABLE SELON LA FORCE ET LE SENS DU VENT. La présente invention est du domaine des matériels utilisés en irrigation et concerne plus particulièrement un appareil d'arrosage comprenant un arroseur pourvu d'un canon d'arrosage à inclinaison variable selon la force, la direction et le sens du vent. Pour mémoire le canon d'arrosage de ce genre d'appareil délivre un liquide d'arrosage sous forme d'un jet plein en sortie, retombant en pluie sur la surface à arroser. Le canon est monté par l'intermédiaire d'un joint tournant, en pivotement selon un axe géométrique vertical en extrémité supérieure d'un tube vertical rigide, d'alimentation en liquide d'arrosage. Ce tube est connecté par son extrémité inférieure à l'aide d'un tuyau d'alimentation à une source de liquide d'arrosage sous pression, par exemple de l'eau. L'arroseur est installé sur un chariot mobile, déplaçable par traction du tuyau souple entre deux côtés opposés de la surface à arroser, L'effort de traction étant obtenu par enroulement du tuyau sur un tambour motorisé, monté en rotation sur une structure appropriée, indépendante du chariot, ou bien portée par ce dernier. Sous l'effet d'impacts répétés du jet d'eau sur un batteur pivotant, le canon d'arrosage, conjointement au déplacement du chariot, est conduit à accomplir un mouvement de pivotement alternatif selon l'axe géométrique vertical et balayer, vers l'avant de l'appareil, un secteur angulaire de valeur inférieure à 360 degrés. Le canon présente une inclinaison de quelques degrés par rapport à l'horizontale, la valeur de cette inclinaison, ajustable par l'utilisateur une fois pour toute, étant fonction de la direction, du sens et de l'intensité du vent dominant. Ce genre d'appareil est largement utilisé en agriculture pour l'arrosage de surface de grande étendue. Par son utilisation, on recherche à épandre uniformément le liquide d'arrosage sur la surface cultivée. Cependant en présence de vent et notamment d'un vent de face, le jet est notablement raccourci et le terrain est irrégulièrement arrosé. De cet inconvénient, il en résulte une perte conséquente de récolte sur la surface irriguée. La présente invention a pour objet de résoudre le problème sus évoqué en mettant en oeuvre un appareil d'arrosage dont l'inclinaison du canon d'arrosage au-dessus de l'horizontale est ajustable et dépend de la direction, du sens et de l'intensité du vent par rapport au chariot. À cet effet l'appareil d'arrosage selon l'invention, comportant un canon d'arrosage raccordé par l'intermédiaire d'un joint tournant à un tube vertical, rigide, d'alimentation en eau, ce tube étant raccordé par l'intermédiaire d'une conduite souple à une source d'eau sous pression, ledit joint tournant étant constitué de deux éléments coaxiaux disposés en relation d'étanchéité l'un avec l'autre et montés de maniére à pouvoir tourner l'un par rapport à l'autre selon un axe géométrique en sorte que le canon puisse pivoter autour de cet axe, le premier de ces éléments étant fixé de manière étanche autour de la bouche d'entrée d'eau du canon et le second étant raccordé de manière étanche à la bouche de sortie du tube vertical d'alimentation en eau se caractérise essentiellement en ce que - entre le second élément du joint tournant et le tube vertical est disposé un élément de raccord comportant un évidement traversant en communication d'une part avec la bouche d'entrée d'eau du second élément de joint tournant et d'autre part avec la bouche de sortie d'eau du tube vertical, cet élément de raccord pouvant fléchir pour réaliser une articulation, - est prévu un levier basculant portant en partie supérieure un élément de prise au vent, ledit levier étant engagé par sa partie inférieure dans un premier élément d'articulation porté par une structure rigide, fixe par rapport au tube vertical, et dans un second élément d'articulation disposé sous le premier et porté par une structure rigide fixée au second élément du joint tournant. Ainsi le basculement du levier dans un sens, sous l'effet de la poussée du vent sur l'élément de prise au vent, entraîne le basculement de l'axe de pivotement du canon dans l'autre sens c'est à dire dans un sens opposé à celui du vent. De cette façon en présence d'un vent de face, l'inclinaison du canon d'arrosage par rapport à l'horizontale se trouve diminuée. II y a lieu de noter que l'axe de pivotement du canon, en position de non-basculement de l'ensemble basculant formé par le levier, l'élément de prise au vent, la seconde structure, le joint tournant et le canon, est vertical, le levier selon cette position est également vertical. Selon une autre caractéristique de l'invention, la distance entre l'élément de prise au vent et le premier élément d'articulation est réglable. Ainsi il est possible d'ajuster la valeur du moment de l'effort de poussée du vent sur l'élément de prise au vent, par rapport au premier élément d'articulation. De surcroît entre le levier et l'une des structures rigides est interposé un organe élastique de rappel en position de repos, de l'ensemble basculant constitué par le levier, I'élément de prise au vent, la seconde structure, le joint tournant et le canon. Cet organe élastique produit un effort de rappel d'intensité proportionnelle à son degré de déformation. Ces caractéristiques techniques prises en combinaison déterminent le degré de sensibilité au vent de l'ensemble basculant, et à effort de poussée constant sur l'élément de prise au vent dans un sens et dans l'autre, I'amplitude maximale du mouvement de basculement du levier et donc les valeurs angulaires minimales et maximales de l'inclinaison du canon sur l'horizontale. Selon une autre caractéristique de l'invention, I'élément de prise au vent est un solide de révolution, I'axe de symétrie de ce solide, en position de non-basculement de l'ensemble étant vertical. Ainsi quelle que soit la direction du vent, l'élément de prise au vent, offre au vent, la même surface de prise. Selon un autre aspect de l'invention, I'élément de prise au vent, selon son axe de symétrie, présente un perçage traversant par lequel il est engagé sur le levier basculant. De cette manière, le centre de gravité de l'élément de prise au vent se situe dans l'axe du levier basculant ce qui écarte le risque de moment de basculement parasite. En variante, I'élément de prise au vent est une manche à air constituée par un tube en matériau souple, présentant un bouche d'entrée d'air et à l'opposé une bouche de sortie d'air d'un diamètre inférieur à celui de la bouche d'entrée d'air, ledit tube, au niveau de sa bouche d'entrée d'air étant fixé à un cerclage métallique, circulaire doté d'un tourillon radial engagé librement en rotation dans un alésage vertical pratiqué en extrémité du levier. De par cette disposition la manche à air sera orientée toujours selon la direction et le sens du vent. Pour ajuster la distance entre la manche à air et le premier élément d'articulation, le levier est télescopique. Selon une autre caractéristique de l'invention, I'élément de raccord est constitué par un manchon, étanche, flexible. Ce manchon constitué par exemple en néoprène présente une résistance axiale à la déformation, suffisante pour supporter à vide (en l'absence d'alimentation en eau d'arrosage), le poids du joint tournant et le poids du canon sans trop se déformer. De plus, en charge sous l'effet de la pression interne de l'eau sur sa paroi, cet élément se dilate et se rigidifie. En variante, selon une autre caractéristique de l'invention, I'élément de raccord est constitué par deux tronçons tubulaires liés l'un à l'autre par une rotule creuse. Selon un autre aspect de l'invention, I'un au moins des éléments d'articulation est constitué par un tampon élastique avec alésage traversant dans lequel est engagé en coulissement le levier, ce tampon étant monté en fixation dans un logement formé dans la structure rigide correspondante. Avantageusement l'organe élastique de rappel du levier en position verticale est constitué par ce ou ces élément(s) d'articulation. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'une forme préférée de réalisation, donnée à titre non limitatif, en se référant aux dessins annexés en lesquels: - la figure 1 est une vue de face d'un appareil selon l'invention, - la figure 2 est une vue de détail, en coupe, selon une échelle agrandie, montrant les les deux éléments d'articulation et l'élément de prise au vent. - la figure 3 est une vue d'un élément de prise au vent selon une seconde forme de réalisation. Tel que représenté l'appareil d'arrosage selon l'invention, comprend un arroseur comportant un chariot sur lequel est installé un canon d'arrosage 1 incliné de vingt à trente degrés vers le haut par rapport à l'horizontale. Ce canon délivre l'eau en sortie sous forme d'un jet plein. Ce jet au cours de sa progression se disperse et retombe en pluie sur le terrain à arroser. Le canon par sa bouche d'entrée d'eau est raccordé à un joint tournant 2 monté en extrémité supérieure d'un élément de raccord 3 comportant un évidement traversant 4 en communication d'une part avec la bouche d'entrée d'eau du joint tournant et d'autre part avec la bouche de sortie d'eau d'un tube vertical 5, rigide, d'alimentation du canon en eau. Ce tube, installé fixement sur le chariot, est raccordé par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation 6 à une source d'eau sous pression. Dans la pratique cette conduite 6 est souple et coopère en enroulement avec un tambour de traction, motorisé, installé sur une structure porteuse installée de manière immobile en extrémité de la bande de terrain à arroser. Par enroulement de la conduite sur le tambour, I'arroseur est tiré en arrière et simultanément à l'arrosage est déplacé progressivement sur cette bande de terrain. Au canon d'arrosage 1 est associé un batteur 7 pivotant portant à distance de l'axe géométrique d'articulation un élément en Vé 8. L'une des faces obliques de l'élément 7 est amenée par pivotement du batteur 6 vers le haut, sur la trajectoire du jet de façon qu'une impulsion mécanique soit communiquée par le jet au batteur 6 par l'intermédiaire du dit élément 7. Le batteur sous l'effet de l'impulsion reçue est renvoyé vers le bas d'une part et communique d'autre part au canon 1 une impulsion de pivotement autour de l'axe géométrique AA'. Pour ramener le batteur vers le haut est prévu un contrepoids 9. Pour inverser le sens du pivotement du canon len fin de course, est prévu un moyen pour présenter au jet,, L'autre face du Vé. De manière classique, le joint tournant 2 est constitué de deux éléments 2a, 2b coaxiaux, disposés en relation d'étanchéité l'un avec l'autre et montés de manière à pouvoir tourner l'un par rapport à l'autre selon l'axe géométrique AA'. Le premier de ces éléments est fixé de manière étanche autour de la bouche d'entrée d'eau du canon 1 tandis que le second est fixé de manière étanche au niveau de la bouche supérieure de l'élément de raccord 3. Ces éléments 2a, 2b constituent de plus un moyen de guidage du canon 1 en rotation ou en pivotement autour de l'axe géométrique AA'. L'élément de raccord 3 est déformable au moins en flexion pour réaliser une articulation et de préférence est constitué par un manchon étanche, flexible en néoprène comportant autour de chacune de ses bouches inférieure et supérieure un bourrelet externe de fixation avec lequel coopère une bride sous forme de couronne circulaire. Par sa bride inférieure le manchon est fixé à une bride que comporte le tube vertical 5 et par sa bride supérieure, ce manchon est fixé à l'élément inférieur 2b du joint tournant 2. À la bride du tube vertical est fixée une première structure rigide 13 tandis qu'à l'élément inférieur du joint tournant est fixée une seconde structure rigide 14. Avec ces deux structures coopère en articulation la partie inférieure d'un levier basculant 17, rectiligne, cylindrique, portant en partie supérieure, au-dessus et à distance des deux structures 13 et 14, un élément de prise au vent 18 se présentant par exemple sous la forme d'un solide de révolution. Le point d'articulation du levier à la première structure est au-dessus du point d'articulation du levier 9 la seconde. Ainsi le pivotement du levier autour du premier point d'articulation, sous l'effet de la poussée du vent sur l'élément de prise au vent, se traduit par un pivotement inverse de la seconde structure et donc par un basculement de l'axe géométrique de pivotement du canon. Ainsi en présence d'un vent de face, I'inclinaison du canon par rapport à l'horizontale se trouve automatiquement diminuée et les effets de raccourcissement de la portée du jet grandement atténués. À l'inverse, en présence d'un vent arrière la valeur de l'inclinaison du canon est augmentée. Ainsi le canon de part et d'autre d'une position nominale couramment égale à 25 degrés et correspondant à une absence de vent, est forcé à pivoter soit vers le bas soit vers le haut selon le sens du vent par rapport à l'appareil. De préférence le pivotement maximal vers le bas est égal à une dizaine de degrés tandis que le pivotement maximal vers le haut est égal à cinq degrés. Le pivotement de l'ensemble basculant constitué par le levier 17, I'élément 18, la seconde structure 14, le joint tournant 2 et le canon 1, s'effectue à l'encontre de l'action d'au moins un organe élastique de rappel. L'action de rappel générée par cet organe élastique est en intensité proportionnelle au degré de déformation élastique dudit organe. Sous l'effet de la seule action de l'organe élastique le canon est ramené vers sa position nominale d'inclinaison. Selon cette position, le levier est vertical. Selon la forme préférée de réalisation la première structure rigide est constituée par une patte horizontale 13a, inférieure de fixation à la bride du tube vertical 5, par un montant vertical 13b fixé rigidement à la patte horizontale inférieure 13a et par une patte horizontale supérieure 1 3c fixée rigidement en extrémité supérieure du montant vertical 1 3b. Dans cette patte, à distance du montant est formé un perçage traversant vertical dans lequel est monté en fixation un élément d'articulation 15 doté d'un alésage traversant. La seconde structure rigide 14 est conforme à la précédente. Ainsi cette structure rigide est constituée par une patte horizontale inférieure 14a de fixation à l'élément inférieur 2b du joint tournant, par un montant vertical 14b fixé rigidement à la patte horizontale inférieure 14a et par une patte horizontale supérieure 14c fixée rigidement en extrémité supérieure du montant vertical 14b. Dans cette patte 14c est formé un perçage traversant, vertical, dans lequel est monté un second élément d'articulation 16 doté d'un alésage traversant. Dans chacun des alésages des éléments d'articulation 15, 16 est engagée en coulissement l'extrémité inférieure du levier basculant 17. En position de repos, les alésages des éléments d'articulation sont disposés selon un même axe vertical et sont situés à distance l'un de l'autre. L'écart entre ces deux alésages détermine un rapport d'amplification d'effort et de réduction d'amplitude de mouvement. Pour assurer le maintien du levier dans les alésages des deux éléments d'articulation quelle que soit la position angulaire de la seconde structure par rapport à la première, est prévu un organe de butée 10 engagé en fixation sur la partie de levier située entre les deux éléments d'articulation 15 et 16. Cet organe de butée 10, de longueur plus faible que la valeur de l'écart entre les deux éléments d'articulation 15, 16, interdit en venant buter contre le premier élément d'articulation que le levier ne soit extrait de l'alésage du second élément d'articulation. En outre en venant buter contre le second élément d'articulation cet organe limite le déplacement du levier vers le bas. Selon la forme préférée de réalisation, L'organe de butée est constitué par un tube fixé sur le levier par une vis pression, radiale. Selon la forme préférée de réalisation, au moins l'élément d'articulation 15 est constitué par un tampon élastique en matériau synthétique pourvu d'une bague interne métallique, l'alésage de l'élément 15 étant formé dans cette bague. Ce tampon élastique par sa surface cylindrique exteme est fermement appliqué contre le logement. Préférentiellement les deux éléments d'articulation 15 et 16 sont constitués par des tampons élastiques avec bague interne. En variante, I'élément d'articulation 15 sera constitué par un tampon élastique tel que décrit et l'élément d'articulation 16 sera constitué par un joint rotule d'un type connu. Comme on peut le voir en figure 1 chaque structure 13 et 14 détermine une forme en C. Dans la forme en C de la structure 13 est montée la seconde structure 14. En position de repos, la structure 14 est parallèle à la structure 13 et est écartée de cette dernière. Pour s'opposer à la rotation de la structure 14 autour de l'axe AA' de pivotement du canon, est prévu un organe d'immobilisation en rotation, constitué par un doigt saillant 19 fixé rigidement à la patte inférieure horizontale 14a et engagé librement dans une lumière oblongue 20, verticale, pratiquée dans le montant 13b. Sous l'effet de la composante latérale de l'effort de poussée exercé par le vent sur l'élément 18, l'ensemble basculant formé par le levier 17, l'élément de prise au vent 18, la seconde structure 14, le joint tournant 2 et le canon 1, doit pouvoir pivoter autour d'un axe contenu dans le plan des deux structures et passant par le centre du manchon déformable. Pour cette raison le doigt saillant 19 est disposé selon cet axe. Selon la forme préférée de réalisation, l'élément de prise au vent 18 est formé de préférence par un tube monté de manière ajustable en position le long du levier. L'intérêt de l'utilisation d'un tube réside essentiellement dans le fait que lorsque ce dernier est incliné par rapport à la verticale, le vent peut s'engouffrer dans son alésage ce qui renforce l'effet de poussée. Pour assurer sa fixation au levier 17, le tube 18 présente sensiblement au niveau de chacune de ses extrémités, dans son alésage, trois bras radiaux 21 formant rayons auxquels est fixée une bague 22. La bague 22 et le tube 18 sont coaxiaux. Ainsi le tube présente deux bagues 22 disposées à distance l'une de l'autre par lesquelles il sera engagé sur le levier. Une au moins des deux bagues sera pourvue d'une vis pression, radiale, destinée à être amenée en pression sur le levier pour assurer l'immobilisation du tube à distance du premier élément d'articulation 15. Cette disposition permet d'ajuster la valeur de la distance entre le tube 18 et le premier élément d'articulation 15 et donc la valeur du moment de l'effort de poussée du vent sur le tube. Ainsi ii est possible d'ajuster le degré de sensibilité au vent de l'ensemble basculant. Selon une variante d'exécution telle que représentée en figure 3, l'élément de prise au vent est une manche à air 23 constituée par un tube en matériau souple, présentant un bouche d'entrée d'air 23a et à l'opposé une bouche de sortie d'air 23b d'un diamètre inférieur à celui de la bouche d'entrée d'air. Ce tube, au niveau de la bouche d'entrée d'air est fixé à un cerclage métallique 24, circulaire. Le cerclage est pourvu d'un tourillon radial 25 vertical engagé librement en rotation dans un alésage vertical pratiqué en extrémité du levier 17. Selon cette disposition le levier 17 est de préférence télescopique. La variation angulaire de l'inclinaison du canon par rapport à l'horizontale en plus et en moins est limitée par la dimension et la dureté de la ou des articulations élastiques et par la valeur de la distance entre l'élément de prise au vent et l'élément d'articulation. Sans vent, sous l'effet de la pression de l'eau, le canon d'arrosage se redresse et tend à atteindre ou atteind la position idéale d'inclinaison de 27 degrés. En l'absence de pression d'eau et de vent, l'inclinaison du canon est égale ou est voisine de 21 degrés. Enfin il y a lieu de noter que l'axe de pivotement du canon passe par le centre du second élément d'articulation ainsi que par le centre de l'élément de raccord 3. En position de repos c'est-à-dire en position de non basculement de l'ensemble constitué par le levier 17, I'élément de prise au vent 18, la seconde structure 14, le joint tournant 2 et le canon 1, I'axe de pivotement du canon passe également par le centre du premier élément d'articulation. Selon cette position, telle qu'illustrée en figure 1, I'axe AA' et l'axe longitudinal du le levier 17 sont verticaux et dans le prolongement l'un de l'autre. REVENDICATIONS. 1/ Appareil d'arrosage comportant un canon d'arrosage (1) raccordé par l'intermédiaire d'un joint tournant (2) à un tube vertical (5), rigide, d'alimentation en eau, ce tube (5) étant raccordé par l'intermédiaire d'une conduite souple (6) à une source d'eau sous pression, ledit joint tournant (2) étant constitué de deux éléments coaxiaux (2a), (2b) disposés en relation d'étanchéité l'un avec l'autre et montés de manière à pouvoir tourner l'un par rapport à l'autre selon un axe géométrique, en sorte que le canon (1) puisse pivoter autour de cet axe, le premier (2a) de ces éléments étant fixé de manière étanche autour de la bouche d'entrée d'eau du canon (1) tandis que le second est raccordé de manière étanche à la bouche de sortie du tube vertical (5) d'alimentation en eau caractérisé en ce que - entre le second élément (2b) du joint tournant (2) et le tube vertical (5) est disposé un élément de raccord (3) comportant un évidement traversant (4) en communication d'une part avec la bouche d'entrée d'eau du second élément (2b) de joint tournant (2) et d'autre part avec la bouche de sortie d'eau du tube vertical (5), cet élément de raccord (3) pouvant fléchir pour réaliser une articulation, - est prévu un levier basculant (17) portant en partie supérieure un élément de prise au vent (18), ledit levier (17) étant engagé par sa partie inférieure dans un premier élément d'articulation (15) porté par une structure rigide (13), fixe par rapport au tube vertical, et dans un second élément d'articulation (16) disposé sous le premier et porté par une structure rigide (14) fixée au second élément (2b) de joint tournant, afin que le basculement dudit levier (17) dans un sens, sous l'effet de la poussée du vent sur l'élément de prise au vent (18) entraîne le basculement de l'axe de pivotement du canon (1) dans l'autre sens, cet axe pivotement du canon, en position de non-basculement de l'ensemble basculant formé par le levier (17), l'élément de prise au vent (18), la seconde structure (14), le joint tournant (2) et le canon (1), étant vertical, le levier (17) selon cette position étant également vertical. 2/ Appareil d'arrosage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la distance entre l'élément de prise au vent (18) et le premier élément d'articulation (15) est ajustable et qu'entre le levier (17) et l'une des structures rigide (13), (14) est interposé un organe élastique de rappel, le mouvement de basculement de l'ensemble constitué par le levier (17), l'élément (18), la seconde structure (14), le joint tournant (2) et le canon (1), s'effectuant à l'encontre de l'action de cet organe élastique de rappel, lequel produit un effort de rappel d'intensité proportionnelle à son degré de déformation. 3/ Appareil d'arrosage selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que l'élément de prise au vent (18) est un solide de révolution, l'axe de symétrie de ce solide, en position de non-basculement de l'ensemble basculant formé par le levier (17), l'élément (18), la seconde structure (14), le joint tournant (2) et le canon (1), étant vertical. 4/ Appareil d'arrosage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de prise au vent (18) présente un perçage traversant pratiqué selon son axe de symétrie, ledit élément étant engagé par ce perçage sur le levier basculant (17). 5/ Appareil d'arrosage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de prise au vent (18) est un tube cylindrique. 6/ Appareil d'arrosage selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que l'élément de prise au vent est une manche à air constituée par un tube (23) en matériau souple, présentant un bouche d'entrée d'air (23a) et à l'opposé une bouche de sortie d'air (23b) d'un diamètre inférieur à celui de la bouche d'entrée d'air, ledit tube, au niveau de sa bouche d'entrée d'air étant fixé à un cerclage métallique (24), circulaire, doté d'un tourillon radial (25) engagé librement en rotation dans un alésage vertical pratiqué en extrémité du levier (17). 7/ Appareil d'arrosage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de raccord (3) est constitué par un manchon, étanche, flexible. 8/ Appareil d'arrosage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément de raccord (3) est constitué par deux tronçons tubulaires liés l'un à l'autre par une rotule creuse. 9/ Appareil d'arrosage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un au moins des éléments d'articulation (15), (16) est constitué par un tampon élastique avec alésage traversant, dans lequel est engagé en coulissement le levier (17), ce tampon étant monté en fixation dans un logement formé dans la structure rigide correspondante. 10/ Appareil d'arrosage selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément d'articulation inférieur (16) est constitué par une rotule 11/ Appareil d'arrosage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde structure rigide (14) par rapport à l'axe de pivotement du canon (1) est immobilisée en rotation par rapport à la première.