Brevet FR2844210A1 — publié le 20040312

DISPOSITIF DE PULVERISATION DE LIQUIDE ET MACHINE AGRICOLE EQUIPEE D'AU MOINS UN DISPOSITIF La présente invention se rapporte à un dispositif de pulvérisation de liquide, notamment d'un liquide de traitement des cultures ou des sols, ainsi qu'à une machine agricole, appelée pulvérisateur, équipée d'au moins un dispositif selon l'invention. Dans l'agriculture, notamment dans la vigne, on a recours à des appareils de pulvérisation pour répandre sur les cultures ou sur le sol un liquide de traitement, tel qu'un liquide phytosanitaire, désherbant ou autre. Le traitement est d'autant plus efficace que la surface à traiter est recouverte de manière uniforme par le liquide. En contrepartie, il est nécessaire de réduire la quantité de produit utilisé par unité de surface compte tenu du cot des produits de traitement. Pour obtenir le meilleur compromis, il convient de pulvériser le liquide de traitement sous forme de gouttelettes de petite taille de manière à obtenir une surface traitée la plus importante pour une quantité de liquide donnée. Il existe de nombreux appareils, appelés pulvérisateurs, permettant la pulvérisation d'un liquide de traitement. Une première catégorie d'appareils comprend des buses d'éjection. bans ce cas, un liquide est propulsé via un ajutage sous forme d'une fine fente. Hormis le fait qu'il est nécessaire d'utiliser une pompe pour propulser le liquide à travers 20 l'ajutage, ce mode d'éjection ne donne pas satisfaction car le liquide est propulsé sous forme d'un jet constitué de gouttelettes d'un diamètre relativement important. Une seconde catégorie d'appareils utilise un flux d'air pour véhiculer les gouttelettes. La présente invention se rapporte plus précisément à ce type d'apparei Is. Les dispositifs existants comprennent une surface fixe disposée dans le flux d'air, avec une arête du côté aval de l'écoulement, sur laquelle est projeté le liquide de traitement de manière à créer sur ladite surface un revêtement de liquide qui progresse vers l'arête et est ensuite entraîné sous forme de 10 gouttelettes par l'écoulement d'air. En variante, le liquide n'est pas projeté contre la surface mais il se diffuse sur la surface, étant entraîné par effet venturi. Même si ce mode de réalisation permet d'obtenir des gouttelettes d'un diamètre inférieur au mode de réalisation précédent, il ne donne pas satisfaction 15 car il ne permet pas de créer des gouttelettes suffisamment petites pour optimiser le traitement tant en qualité de dépôt qu'en quantité. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients des dispositifs de l'art antérieur en proposant un dispositif de pulvérisation susceptible de générer des micro-gouttelettes d'un diamètre inférieur à celles générées par les 20 dispositifs existants, ledit dispositif étant par ailleurs de conception simple et fiable. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de pulvérisation d'un liquide comportant un support de diffusion, disposé dans un flux gazeux, avec une surface de diffusion sur laquelle est susceptible de s'écouler le liquide à 25 pulvériser, présentant une arête au niveau de laquelle sont formées les gouttelettes entraînées par le flux gazeux, caractérisé en ce que la surface de diffusion est mise en rotation. Cet agencement permet d'augmenter la vitesse relative entre le liquide à pulvériser et le flux gazeux, ce qui contribue à réduire la taille des gouttelettes. Avantageusement, la surface de diffusion est conique ou tronconique, en s'évasant dans le sens de l'écoulement du flux gazeux, la partie la plus large terminale constituant l'arête. Selon cette caractéristique, ce type de forme permet d'obtenir une longueur d'arête plus longue pour un encombrement donné. Selon un mode de réalisation préféré, le support de diffusion présente une forme en entonnoir avec une partie évasée dont la surface intérieure constitue la 10 surface de diffusion, l'alimentation en liquide à pulvériser s'effectuant au niveau du sommet de ladite forme évasée. Selon une autre caractéristique, le dispositif de pulvérisation comprend des moyens d'entraînement pour mettre en rotation le support de diffusion utilisant le flux gazeux. Selon une autre caractéristique, le dispositif de pulvérisation comprend un palier hydrodynamique assurant le guidage du support de diffusion. Selon une autre caractéristique, le dispositif de pulvérisation comprend des moyens pour perturber le flux gazeux en amont de la surface de diffusion. Selon une autre caractéristique, le dispositif de pulvérisation comprend des 20 moyens pour contrôler le débit de liquide à pulvériser, disposés au niveau d'un conduit d'alimentation, comportant une soupape susceptible d'occuper deux positions extrêmes, une première position dite ouverte, dans laquelle ladite soupape n'obture pas le conduit d'alimentation et laisse passer le liquide, et une seconde position dite fermée, dans laquelle elle obture le conduit d'alimentation 25 et empêche l'écoulement du liquide. Selon un mode de réalisation, les moyens pour contrôler le débit de liquide à pulvériser comprennent des moyens de rappel qui tendent à maintenir la soupape en position fermée, la soupape se translatant en fonction de la différence de pression entre la pression aval Ps et la pression aval Pi du liquide à l'intérieur du conduit d'alimentation. D' autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui représente un mode de réalisation préférentiel, description donnée à titre d'exemple uniquement, en référence aux dessins annexés qui représentent: figure 1, une vue en élévation d'une machine agricole appelée pulvérisateur, équipée du dispositif de pulvérisation selon l'invention, figure 2, une coupe schématique d'un dispositif illustrant le principe de l'invention, - figure 3, une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation, et - figures 4A et 4B, des coupes du dispositif illustrant la soupape respectivement en position ouverte et en position fermée. Un pulvérisateur 10 est utilisé notamment en agriculture pour répandre sous forme de fines gouttelettes un liquide de traitement, tel qu'un produit 15 phytosanitaire du type fongicide, bactéricide ou autre, sur une zone à traiter par exemple des cultures ou le sol. Selon le mode illustré par la figure 1, un pulvérisateur 10 peut être rapporté sur un châssis roulant 12 susceptible d'être relié via un attelage 14 à un tracteur non représenté. En variante, un pulvérisateur peut être rapporté directement sur un 20 engin motorisé tel qu'un enjambeur ou analogue. Le pulvérisateur 10 comprend un réservoir 16 dans lequel le liquide de traitement est stocké, des moyens 18 pour générer un flux gazeux, notamment d'air, au moins un conduit 20 pour canaliser le flux d'air et le diriger vers la zone à traiter, ainsi qu'un dispositif de pulvérisation 22 dans le flux d'air, de 25 préférence au niveau de chaque extrémité du ou des conduits 20. Le réservoir 16, les moyens 18 pour générer un flux d'air ainsi que les conduits ne sont pas décrits plus en détail car à la portée de l'homme de l'art. Le dispositif de pulvérisation 22 est maintenant décrit au regard des figures 2 et 3. Ce dispositif comprend un manchon 24, disposé à l'extrémité d'un conduit 20, dans lequel s'écoule le flux d'air 26 ainsi qu'un support de diffusion 28, disposé dans le flux d'air 26, comportant une surface de diffusion 30 sur 5 laquelle est susceptible de s'écouler le liquide à pulvériser, présentant une arête 32 en aval, au niveau de laquelle sont formées les gouttelettes entraînées par le flux d'air, selon l'invention, ladite surface de diffusion 30 étant mise en rotation. Pour une vitesse donnée du flux d'air, la rotation de la surface de diffusion 30 10 permet d'augmenter la vitesse relative entre le liquide à pulvériser au niveau de l'arête 32 et le flux d'air et d'obtenir ainsi des micro-gouttelettes d'un diamètre inférieur à celles obtenues à l'aide des dispositifs existants. La surface de diffusion 30 est de préférence conique ou tronconique, en s'évasant dans le sens de l'écoulement du flux d'air, la partie la plus large 15 terminale constituant l'arête 32. Ce type de forme permet d'obtenir une arête 32 de plus grande longueur ce qui contribue également à réduire la taille des gouttelettes dès le départ. La taille des gouttelettes est en effet déjà très réduite au moment ou elles se détachent de ladite arête. Selon un mode de réalisation préféré, le support de diffusion 28 présente une forme en entonnoir avec une partie cylindrique 34 et une partie évasée 36, la surface intérieure de ladite partie évasée 36 constituant la surface de diffusion 30. L'alimentation en liquide à pulvériser s'effectue au niveau du sommet de la forme évasée 36, le liquide s'écoulant au niveau de la surface de diffusion 30 en 25 direction de l'arête 32 par effet venturi. En variante, la surface extérieure de la partie évasée peut constituer la surface de diffusion 30. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de pulvérisation comprend des moyens 38 d'entraînement pour mettre en rotation le support de diffusion 28 utilisant le flux d'air. Selon un mode de réalisation préféré, illustré par la figure 3, ces moyens 38 5 d'entraînement, sont solidarisés à la partie cylindrique 34 du support de diffusion, et comprennent une vis 40 présentant au niveau de sa surface extérieure au moins un filet dont la forme permet à l'ensemble d'être mis en rotation grâce au flux d'air 26. A titre d'exemple, une vis 40 conique multi-filets, de longueur 125 mm, disposée 10 dans un flux d'air de vitesse 100 Km/h permet d'obtenir une vitesse de rotation de 13000 tr/min. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble vis/support de diffusion comprend un alésage 42 dans lequel est susceptible de se loger un axe de rotation 44 sensiblement parallèle au flux d'air 26, un palier hydrodynamique 15 étant prévu entre l'ensemble vis/support de diffusion et l'axe 44. Avantageusement, le liquide à pulvériser est utilisé pour obtenir le palier hydrodynamique. A cet effet, l'axe 44 fixe et solidarisé à chaque extrémité par l'intermédiaire de bras 46 au manchon 24 comprend un conduit 48 débouchant d'une part, au niveau de l'extrémité amont dudit axe 44, en dehors de 20 l'ensemble vis/support de diffusion de manière à être raccordé à un conduit d'alimentation en liquide à pulvériser, et d'autre part, au niveau de la zone de guidage dudit arbre au droit de l'ensemble vis/support de diffusion. Ce préférence, l'axe 44 comprend au niveau de sa surface périphérique, en amont, au moins une gorge de décompression 50 pour limiter les fuites et en aval 25 au moins une gorge 52 en forme de filet de manière à générer une micro-pompe. Selon une autre caractéristique de l'invention, des moyens pour perturber le flux d'air sont disposés en amont de la surface de diffusion 30. Ces moyens contribuent également à réduire la taille des gouttelettes. Avantageusement, la vis 40 comporte un profil de filet approprié pour perturber le flux d'air et limiter l'apparition de flux laminaires au niveau de l'arête 32. De ce fait, les perturbations du flux d'air assure une division supplémentaire des gouttelettes éjectées. Selon une autre caractéristique de l'invention, le manchon 34 a une forme de tuyère. Cette forme combinée au flux perturbé tourbillonnant généré par la vis 40 permet d'envelopper les gouttelettes, de limiter les phénomènes de dispersion et la formation de grosses gouttelettes au niveau de la surface du manchon 34. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de pulvérisation comprend des moyens 54 pour contrôler le débit de liquide à pulvériser, illustrés par les figures 4A et 4B. Avantageusement, l'alésage 42 utilisé pour loger l'axe de rotation 44 débouche au niveau du sommet de la partie évasée 36 et sert de conduit d'alimentation en 15 fluide à pulvériser qui s'écoule par la suite sur la surface de diffusion 30 par effet venturi. Les moyens 54 pour contrôler le débit comprennent une soupape 56 susceptible d'occuper deux positions extrêmes, une première position dite ouverte, illustrée par la figure 4A, dans laquelle ladite soupape n'obture pas le conduit 20 d'alimentation, dans notre cas l'extrémité de l'alésage 42, et laisse passer le liquide, et une seconde position dite fermée, illustrée par la figure 4B, dans laquelle elle obture le conduit d'alimentation et empêche l'écoulement du liquide. Les positions intermédiaires correspondent chacune à une valeur de débit variant de zéro à une valeur maximale correspondant respectivement aux positions 25 fermée et ouverte. Selon un mode de réalisation préféré, illustré par les figures 4A et 4B, l'extrémité de l'alésage 42 comprend un chanfrein ou un usinage formant un siège 58, la soupape 56 montée coulissante sur l'axe de rotation 44 ayant des formes appropriées pour coopérer avec le siège 58 de manière à assurer l'étanchéité en position fermée. De préférence, des moyens de manoeuvre de la soupape de l'une vers l'autre des positions sont prévus et comprennent des moyens 60 de rappel, par exemple un 5 ressort, qui tendent à plaquer la soupape 56 contre le siège 58. Dans ce cas, la soupape 56 se translate en positon ouverte dès que la pression aval Ps au niveau de la partie évasée devient inférieure à la pression aval Pi du liquide à l'intérieur du conduit d'alimentation. Cette différence de pression est de préférence engendrée en utilisant la 10 dépression qui se crée à l'intérieur de la partie évasée 46 grâce au flux d'air 26. En effet, à partir d'une certaine vitesse du flux d'air, une dépression se crée au niveau de la partie évasée si bien que la pression aval Ps devient inférieur à la pression amont Pe. Ainsi, le débit du liquide correspondant à une position de la soupape est 15 proportionnel à la valeur de la différence de pression plus exactement à la valeur de la pression Ps proportionnelle à la vitesse du flux d'air. Cette solution a pour avantage d'être très simple, d'ajuster le débit à la vitesse de l'air et de ne nécessiter aucune pompe ou moteur. Selon ce mode de réalisation, les moyens 54 de contrôle du débit du liquide 20 peuvent être ajustés en adaptant le tarage des moyens de rappel. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais en couvre les variantes. Ainsi, les moyens d'entraînement en rotation de la surface de diffusion, des moyens pour perturber le flux ainsi que des moyens de contrôle du débit du liquide peuvent être modifiés dans leur forme. Enfin, ce dispositif de pulvérisation peut être utilisé dans d'autres domaines lorsqu'il est nécessaire de pulvériser grâce à un flux gazeux un liquide sous forme de micro-gouttelettes. L'invention couvre aussi la machine agricole équipée d'au moins un de ces dispositifs. REVENDICATIONS 1. Dispositif de pulvérisation d'un liquide comportant un support de diffusion (28), disposé dans un flux gazeux (26), avec une surface de diffusion (30) sur laquelle est susceptible de s'écouler le liquide à pulvériser, présentant une arête (32) au niveau de laquelle sont formées les gouttelettes entraînées par le flux 5 gazeux (26), caractérisé en ce que la surface de diffusion (26) est mise en rotation. 2. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de diffusion (30) est conique ou tronconique, en s'évasant dans le sens de l'écoulement du flux gazeux, la partie la plus large terminale constituant 10 l'arête (32). 3. bispositif de pulvérisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support de diffusion (28) présente une forme en entonnoir avec une partie évasée (36) dont la surface intérieure constitue la surface de diffusion (30), l'alimentation en liquide à pulvériser s'effectuant au niveau du sommet de ladite 15 forme évasée (36). 4. Dispositif de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (38) d'entraînement pour mettre en rotation le support de diffusion (28) utilisant le flux gazeux (26). 5. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que les 20 moyens (38) d'entraînement, solidarisés au support de diffusion (28), comprennent une vis (40) présentant au moins un filet dont la forme permet à l'ensemble d'être mis en rotation grâce au flux gazeux (26). 6. Dispositif de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support de diffusion (28) comprend un alésage (42) dans 25 lequel est susceptible de se loger un axe de rotation (44) sensiblement parallèle au flux d'air (26), un palier hydrodynamique étant prévu entre le support de diffusion (28) et l'axe (44). 7. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 6, caractérisé en ce que le palier hydrodynamique utilise comme fluide le liquide à pulvériser. 8. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'axe de rotation (44) comprend un conduit (48) débouchant d'une part, en dehors de la zone de guidage de manière à être raccordé à un conduit d'alimentation en liquide à pulvériser, et d'autre part, au niveau de la zone de guidage. 9. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'axe 10 de rotation (44) comprend au niveau de sa surface périphérique au niveau de la zone de guidage proche de la partie évasée, au moins une gorge (52) en forme de filet de manière à générer une micro-pompe. 10. Dispositif de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que l'axe de rotation (44) comprend au niveau de sa surface 15 périphérique au niveau d'au moins une extrémité de la zone de guidage au moins une gorge de décompression (50) pour limiter les fuites. 11. Dispositif de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour perturber le flux gazeux en amont de la surface de diffusion (30). 12. Dispositif de pulvérisation selon les revendications 5 et 11, caractérisé en ce que la vis (40) comporte un profil de filet approprié pour perturber le flux d'air et limiter l'apparition de flux laminaire au niveau de l'arête (32). 13. Dispositif de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon (34) canalisant le flux gazeux (26) 25 en forme de tuyère. 14. Dispositif de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (54) pour contrôler le débit de liquide à pulvériser. 15. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens (54) pour contrôler le débit de liquide à pulvériser, disposés au niveau d'un conduit d'alimentation, comprennent une soupape (56) susceptible d'occuper deux positions extrêmes, une première position dite ouverte, dans 5 laquelle ladite soupape n'obture pas le conduit d'alimentation et laisse passer le liquide, et une seconde position dite fermée, dans laquelle elle obture le conduit d'alimentation et empêche l'écoulement du liquide. 16. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'extrémité débouchante du conduit d'alimentation comprend un chanfrein ou un 10 usinage formant un siège (58), la soupape (56) ayant des formes appropriées pour coopérer avec le siège (58) de manière à assurer l'étanchéité en position fermée. 17. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que les moyens (54) pour contrôler le débit de liquide à pulvériser comprennent 15 des moyens (60) de rappel qui tendent à maintenir la soupape (56) en position fermée, la soupape (56) se translatant en fonction de la différence de pression entre la pression aval Ps et la pression aval Pi du liquide à l'intérieur du conduit d'alimentation. 18. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 17, caractérisé en ce que les 20 moyens (60) de rappel comprennent des moyens pour ajuster leur tarage. 19. Machine agricole équipée d'au moins un dispositif de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, en vue du traitement de cultures, de sols.