Brevet FR2798558A1 — publié le 20010323

L'invention concerne un système à injection directe de produits concentrés pour pulvérisateur, diffuseur ou arroseur agricole. I1 permet d'utiliser le pulvérisateur, le diffuseur ou l'arroseur en toute sécurité et fiabilité, sans avoir à mélanger dans la cuve les produits chimiques concentrés au produit porteur constitué le plus souvent par de l'eau . Dans le cas de pulvérisateur, les produits chimiques sont traditionnellement mélangés à l'eau dans la cuve principale du pulvérisateur. Ceci oblige l'applicateur à laver la cuve chaque fois qu'il change de produit et à se débarrasser ou à récupérer le fond de cuve restant. De plus il ne peut lors de la pulvérisation changer de produit ou inhiber ou ajouter un nouveau produit suivant la surface à traiter. Le dispositif selon l'invention vise à améliorer les systèmes existants qui permettent d'appliquer à partir d'un pulvérisateur, diffuseur ou arroseur agricole, un ou des produits , sans avoir à mélanger préalablement le produit concentré au produit porteur ; Les systèmes à injection directe existants, sont difficilement adaptables sur les pulvérisateurs existants, et font appel à des techniques complexes s'appuyant sur des doseurs constitués de pompe à membranes associées à de l'électronique de contrôle et de régulation (brevet WO 97/02898) ou ne se présentent pas sous la forme d'un produit fini répondant à l'ensemble des fonctionnalités et à la fiabilité exigées et souhaitées par leurs utilisateurs (solution Dosatron International fabriquant des pompes doseuses à piston identiques à celles utilisées par la présente invention.). De plus la solution Dosatron International n'assure pas un contrôle de toutes anomalies de fonctionnement du dosage et n'offre pas de solution sur le temps de réponse d'ajout de produits durant la pulvérisation ou l'arrosage.. La présente invention est de type système d'injection directe composé de 3 parties de base 1. Un système de dosage et d'injection de produit concentré comprenant une ou plusieurs pompes doseuses à piston qui aspire et injecte le produit chimique dans le produit porteur proportionnellement au débit de celui-ci caractérisé par # Un contrôleur de fonctionnement se plaçant sur la ligne d'aspiration de produit concentré et permettant de contrôler en permanence visuellement et électroniquement le bon fonctionnement du système de dosage, améliorant ainsi la fiabilité de fonctionnement quels que soit les produits liquides aspirés. # Un dispositif de connexion des lignes d'aspiration de produits concentrés aux cuves de stockage permettant de commuter facilement les pompes doseuses par rapport aux cuves de stockage de produit concentré ainsi que de faciliter le rinçage de l'ensemble du dispositif en fin de pulvérisation # Un dispositif de connexion rapide des lignes d'aspiration sur les emballages d'origine de produit concentré 2. Une ou plusieurs cuves de transport de produits chimiques concentrés aspirés par pompes doseuses, caractérisé par # Un malaxeur, placé dans les cuves de produit concentré, mu par un moteur réducteur et permettant de s'affranchir des problèmes de viscosité et de corrosion des produits transportés # un système de rinçage réalisé par des buses rotatives reliées à l'entrée système à injection directe. 3. Un réseau de distribution qui véhicule le mélange obtenu avec les pompes doseuses sur un ou plusieurs tronçons de rampe du pulvérisation sur lequel est monté le système d'injection directe, caractérisé en ce qu'il peut être formé de plusieurs réseaux parallèles préchargés permettant un temps de réponse minimum pour le traitement à vue des cultures Les avantages de la présente invention seront mieux compris grâce à la description détaillée ci après et aux dessins accompagnant, dans lesquels sont référencés par numéros, les éléments décrits. Dans la figure 1 est représenté un type possible de système d'injection directe. L'on remarque qu'il se compose de 3 parties de base qui en intégrant la présente invention, offre un concept révolutionnaire que nous allons ci-dessous détailler. Le système sur lequel s'intègre le système d'injection directe fournit à l'entrée de celui-ci un fluide porteur pouvant être de l'eau claire, fluide régulé en débit ou en pression. Le système d'injection directe utilise de préférence une pompe doseuse proportionnelle à piston mue par le débit du fluide entrant et qui aspire et injecte dans celui-ci une quantité précise et constante de produit concentré . Plusieurs pompes doseuses peuvent être montées en série afin de mélanger un ou plusieurs produits concentrés simultanément. Comme illustré en 101 fig 1, des vannes à commande électrique (électrovannes par exemple) peuvent être montées en amont ou en aval des pompes doseuses afin de les by-passer et ainsi d'introduire un produit concentré ou pas dans le réseau menant aux rampes de pulvérisation ou d'arrosage. Les produits concentrés sont stockés dans des cuves de transport pouvant être coniques et intégrant un système de rinçage pouvant être réalisé par des buses rotatives à 360 et un système malaxeur préférentiellement réalisé par un mélangeur 105 fig 1, à pales mues par un moteur sur la partie supérieure de la cuve. Cette conception permet d'éviter tout contact des produits concentrés avec le moteur et ainsi d'accroître la longévité du système. Les produits concentrés sont véhiculés jusqu'à la pompe doseuse par une ligne d'aspiration dont la conception est un des points clés de l'invention. Cette ligne d'aspiration reliant une pompe doseuse à la cuve de stockage des produits concentrés est constitué dans les systèmes d'injection directe traditionnels par un tuyau pouvant contenir un détecteur de niveau ou de présence de fluide. La ligne d'aspiration de notre invention remplie 2 fonctions fondamentales # Le contrôle visuel et électronique du fonctionnement du dosage des produits concentrés # La permutation aisée des connexions des pompes doseuses aux cuves ou emballages de transport des produits concentrés. Cette ligne d'aspiration se compose 1. A l'entrée d'aspiration de produit concentré de la pompe doseuse, peut être mis un clapet anti retour 301 fig 3 caractérisé en ce qu'il soit en matière peu altérable par les produits chimiques (corps téflon, PVDF... ;joint viton, nitrile ... ) avec un contact d'obturation autonettoyant qui peut être de forme conique permettant l'élimination de particules de produit lors de sa fermeture. 2. Ce clapet anti-retour peut est suivi par un tube transparent 307 fig 3 en matière non altérable tel que le PVC et de quelques centimètres ( une dizaine dans le cas général) permettant un contrôle visuel du bon fonctionnement de la ligne d'aspiration (observation du passage du produit concentré, et observation d'absence de bulles d'air ...) 3. En prolongement du tube transparent est positionné le dispositif de contrôle électronique du bon fonctionnement du système de dosage. Ce système fournit tin signal visuel et auditif lorsqu'il détecte un dysfonctionnement du dosage (débit de produit porteur et ou pourcentage de produit injecté anormal" viscosité du produit pompé trop élevée, anomalie de retour d'eau dans le produit concentré, prise d'air dans l'aspiration du produit, fin de produit concentré et indication de l'état de consommation de produit concentré. ). Il se caractérise par un tube dans lequel a été introduit un élément de perte de charge 302 fia 3 (robinet par exemple dans le cas d'élément à perte de charge variable en fonction de la viscosité du produit pompé). Deux capteurs différentiels de pression 303 fi- 3 placés aux bornes de cette charge fournissent les informations de fonctionnement des pompes doseuses à piston. Un boîtier électronique 306 fi- 3 placé à proximité de l'utilisateur traite les signaux délivrés par les capteurs et fournissent les informations suivantes Anomalie de pompage (défaillance du clapet anti-retour entre autres), fin de bidon de produit concentré, produit trop visqueux, fréquence de dosage et durée de dosage, quantité de produit aspiré (produit concentré), débit de la pompe doseuse. Ces informations sont visuelles (leds, voyants, écran ...) et auditives ( buzzer ... ) Ce boîtier électronique est caractérisé par une carte électronique pouvant comporter des ampli opérationnels qui comparent les signaux des capteurs précités et les analyse afin de délivrer les informations de fonctionnement du dosage à l'utilisateur . La carte électronique peut comprendre un microprocesseur qui analyse les signaux délivrés. 4. En prolongement du tube du dispositif de contrôle électronique peut être placé un connecteur pour attache rapide. La liaison entre ce connecteur et les cuves ou emballages de produits concentrés peut être réalisé par un tuyau souple possédant une attache rapide 304 fi- 3 à chaque extrémité. Cette solution permet une très grande souplesse de travail dans le choix du type de doseur à connecter sur un type de cuve ou pour l'utilisation de plusieurs doseurs sur la même cuve. Elle permet en outre de connecter facilement et à volonté le système de connexion décrit au paragraphe 5 ci dessous, ainsi que de réaliser un rinçage complet de la ligne d'aspiration en fin de pulvérisation. Dans le cas d'une automatisation de la fonction de rinçage, la ligne d'aspiration n'est plus mobile (suppression des coupleurs rapides) et est connectée à une vanne automatisée laissant passer le produit concentré en début de pulvérisation, et l'eau claire de rinçage en fin de pulvérisation. 5. Le système de connexion Fig 4 des emballages d'origine des produits concentrés à la ligne d'aspiration permettant à l'utilisateur de n'avoir aucun contact avec les produits concentrés, se caractérise par un dispositif de connexion rapide avec obturateur permettant de positionner l'emballage de produit concentré bouchon vers le bas lors de la pulvérisation. Ceci offre l'avantage de s'affranchir des problèmes dûs aux secousses pour les systèmes à injection directe transportés, ainsi que de vider entièrement l'emballage. Ce dispositif se caractérise par # Un bouchon conique 404 fi- 4 sur lequel est fixé un joint résistant aux produits corrosifs et réalisant l'étanchéité. # Le bouchon conique peut être maintenu sur l'emballage par une sangle élastique 402 fig 4 ou ajustable et s'accrochant sur deux oreilles placées au haut du bouchon. Cette connexion peut aussi être réalisée par une bride montée sur ressort afin de s'adapter sur tous les types d'emballage existant. La partie supérieure du bouchon conique est constituée d'une enveloppe sur laquelle s'articule la bride et qui emprisonne le ressort permettant le maintien du bouchon sur l'emballage. La bride se rabat sur le goulot fileté de l'emballage . # Traversant le bouchon se trouvent Un coupleur à attache rapide avec obturateur pour aspirer les produits. Un tuyau allant au fond du bidon surmonté d'une buse rotative à 360 permettant une prise d'air durant la pulvérisation et le rinçage à l'eau claire de l'emballage en fin de pulvérisation. Ce tuyau peut être terminé par un coupleur à attache rapide pour connecter l'arrivée d'eau de rinçage. Ce même ensemble composé du système d'aspiration de produit et système de rinçage peut être monté sur un axe taraudé permettant de s'affranchir du bouchon conique et de se fixer simplement en perçant les bouchon s d'origine des emballages des produits concentrés. Le produit concentré mélangé au fluide porteur en sortie de pompe doseuse est véhiculé jusqu'aux tronçons de rampe du pulvérisation par un réseau de distribution. Ce réseau de distribution peut être constitué de plusieurs réseaux parallèles préchargés comportant un aiguillage par vannes électriques commandées simultanément que la mise en marche et l'arrêt des pompes doseuses. Ces réseaux parallèles prennent source en sortie des pompes doseuses et se rejoignent au plus prés des diffuseurs des tronçons de rampe du pulvérisateur sur lequel est monté le système d'injection rapide. Cette nouvelle technique permet à l'utilisateur de traiter à vue des cultures en ajoutant ou supprimant à volonté, des produits, au mélange pulvérisé. Ceci étant réalisé avec un temps de réponse minimum entre la commande et le moment où le mélange désiré est pulvérisé. Chaque réseau est caractérisé par un té s'adaptant en sortie de rampe, un homogénéisateur illustré en 106 fig 1 des vannes électriques aiguillant le mélange sur chaque tronçon de rampe de pulvérisation. Un contrôleur électronique gère l'aiguillage: # de chaque réseau parallèle afin de mettre celui-ci en service lorsque sa ou ses pompes doseuses dédiées sont activées . # de chaque vannes sur ces réseaux afin de tenir compte des tronçons de rampe sélectionnés. Ce réseau pour traitement à vue est chargé en début de pulvérisation afin que les produits soient présent dans celui-ci lorsqu'il est sollicité. A l'entrée de chaque réseau peut être mis un homogénéisateur fig 2 constitué d'un cylindre 202, d'une contenance minimale de 2 fois la capacité du corps de pompe de la plus grande des pompes doseuses. Dans la partie supérieure d'une de ses extrémités rentre un tube 201 amenant le fluide à homogénéiser, dans la partie inférieure et sortant à l'autre extrémité se trouve un tube 203 troué sur toute sa longueur afin de recevoir le fluide et de l'amener en sortie de l'homogénéisateur. REVENDICATIONS 1. Système à injection directe de produits concentrés pour pulvérisateur, diffuseur ou arroseur agricole caractérisé par Un système de dosage et d'injection de produit à pompes doseuses à piston comportant dans sa ligne d'aspiration, un tube transparent, un dispositif de contrôle électronique de bon fonctionnement du dosage par capteur de pression. (Fig. 1 - 102) Une ou plusieurs cuves coniques de transport de produits chimiques concentrés comportant un malaxeur à pales mues par un moteur réducteur électrique placé sur la partie haute de la cuve (Fig. 1 - l05), un système de rinçage réalisé par des buses rotatives reliées à l'entrée du système à injection directe. Un réseau de distribution (Fig. 1 - 104) qui véhicule le mélange obtenu avec les pompes doseuses vers un ou plusieurs tronçons de rampe du pulvérisateur, comportant un ou plusieurs réseaux secondaires parallèles pour traitement à façon, qui se rejoignent au plus prés des diffuseurs sur chaque tronçon de rampe de pulvérisation. 2. Système à injection directe selon la revendication 1 caractérisé en ce que la ligne d'aspiration comporte un clapet anti retour (Fig. 3 - 301) dont l'obturateur est de forme conique, un tuyau souple avec attaches rapides reliant le dispositif de contrôle électronique de bon fonctionnement du dosage à l'entrée de la cuve de produit concentré (Fig. 3 - 304) 3. Système à injection directe selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de contrôle électronique comporte un tube contenant un élément de perte de charge (Fig. 3 - 302), deux capteurs de pression (Fig. 3 - 303), un boîtier électronique (Fig. 3 - 306), une carte électronique avec des amplificateurs opérationnels qui comparent les signaux des capteurs précités et délivrent les informations suivantes: anomalie de pompage, fin de produit concentré, produit trop visqueux, fréquence de dosage et durée de dosage, débit de produit aspiré, débit de la pompe doseuse. 4. Système à injection directe selon la revendication 3 caractérisé en ce que la carte électronique comprenne un microprocesseur qui analyse les signaux délivrés par les capteurs de pression 5. Système à injection directe selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de connexion rapide des lignes d'aspiration sur les emballages d'origine (Fig. 4) des produits concentrés comporte une attache rapide avec obturateur permettant de positionner l'emballage de produit concentré, bouchon vers le bas lors de la pulvérisation. 6. Système à injection directe selon la revendication 5 caractérisé en ce que le dispositif de connexion rapide des lignes d'aspiration sur les emballages d'origine comporte un bouchon conique (Fig. 4 - 404) sur lequel est fixé un joint , et traversant le bouchon , un coupleur à attache rapide avec obturateur pour aspirer les produits et un tuyau allant au fond du bidon et surmonté d'une buse rotative (Fig. 4 - 403) permettant une prise d'air durant la pulvérisation et le rinçage à l'eau claire de l'emballage en fin de pulvérisation. 7. Système à injection directe selon la revendication 5 caractérisé en ce que le coupleur à attache rapide avec obturateur pour l'aspiration de produit et le tuyau permettant une prise d'air selon la revendication 6 sont montés sur un axe taraudé permettant de se fixer simplement et sans bouchon conique, en perçant les bouchons d'origine des emballages des produits concentrés. 8. Système à injection directe selon la revendication 1 caractérisé en ce que le réseaux secondaire parallèle (Fig. 1 - 104) comporte D un Té connecté en sortie des pompes doseuses, D un homogénéisateur (Fig. 2) constitué d'un cylindre d'une contenance minimale de 2 fois la capacité du corps de la plus grande des pompes doseuses, dans la partie supérieure d'une de ses extrémités, d'un tube amenant le fluide à homogénéiser, dans la partie inférieure et sortant à l'autre extrémité, d'un tube troué sur toute sa longueur, une ou plusieurs vannes électriques d'aiguillage sur un ou plusieurs tronçon de rampe du pulvérisation, un dispositif électrique qui permet de le commander les vannes électriques en même temps que le marche-arrêt des pompes doseuses tout en désactivant les vannes électriques de coupures de tronçon de rampe du réseau primaire. un ensemble de T placé sur chaque tronçon de rampe du pulvérisateur d'amener le fluide au plus près des buses de pulvérisation.