Brevet FR2946495A1 — publié le 20101217

Épandeur agricole L'invention concerne un épandeur agricolecomportant une roue d'expulsion entraînée par un arbre tournant pour l'expulsion d'un matériau à épandre, en particulier de la paille. Un épandeur de ce type est par exemple décrit dans le document EP-A1-1 149 527. L'épandeur connu est utilisé sur un véhicule d'épandage comportant un réservoir pour le matériau à épandre, qui peut être un aliment ou de la litière, l'épandeur de type connu étant installé à son orifice de sortie. L'épandeur connu comporte une roue d'expulsion entraînée en rotation autour d'un axe essentiellement horizontal, comportant une pluralité d'aubes d'expulsion et agencée dans un carter. Le carter comporte un orifice d'entrée radial et un orifice d'expulsion agencé sur la circonférence, à travers lequel le matériau à épandre est aspiré du réservoir et expulsé de préférence perpendiculairement à la direction d'avancement. L'aspiration est assistée par un tambour de désagrégation garni de couteaux et agencé dans le réservoir, de manière à ameublir le matériau chargé dans le réservoir et à le présenter dans l'orifice d'entrée du carter de la roue d'expulsion. II n'est cependant pas facile d'épandre un matériau léger, tel que de la paille ou du foin. Ce problème s'accentue dans les étables modernes, car leurs dimensions toujours plus importantes imposent aussi une plus longue portée d'épandage. Les roues d'expulsion ne peuvent pas être agrandies indéfiniment pour accroître leur débit, car l'augmentation de leur volant d'inertie les rend alors plus difficiles à mettre en rotation et requiert une forte consommation d'énergie. La vitesse de rotation ne peut pas être augmentée au delà d'une certaine limite, sans quoi la production de poussière devient trop importante et le matériau à épandre est battu à l'excès. Les corps étrangers tels que des pierres, qui peuvent se trouver dans le matériau, provoquent aussi des dommages beaucoup plus importants à haut régime. L'objet de l'invention est de réaliser un épandeur permettant d'améliorer la capacité 25 d'épandage de façon simple, y compris pour l'épandage de matériaux légers tels que la paille ou le foin. Cet objectif est atteint grâce à l'épandeur agricole comportant une roue d'expulsion entraînée par un arbre tournant pour l'expulsion d'un matériau à épandre, en particulier de la paille, caractérisé par un ventilateur attribué à la roue d'expulsion est pourvu en plus de la 30 roue d'expulsion, de manière à produire un flux d'air assistant l'expulsion. Moyennant la combinaison selon l'invention de la roue d'expulsion avec un ventilateur, la roue d'expulsion peut être relativement légère et tourner à une vitesse qui n'endommage pas le produit, car la puissance requise par la roue d'expulsion doit en principe uniquement servir à aspirer le matériau à épandre et à le présenter au ventilateur. Le ventilateur ne doit quand à lui pas aspirer et souffler des corps solides mais uniquement de l'air, de telle manière que le ventilateur peut être construit de manière relativement légère et avec une moindre consommation d'énergie. La puissance du ventilateur peut être déterminée (au besoin de manière réglable) de manière à ne pas endommager le produit, même pour de longues portées d'épandage. Des perfectionnements avantageux de l'invention sont : Un épandeur selon un premier perfectionnement de l'épandeur est caractérisé en ce que la roue d'expulsion et le ventilateur sont agencés de façon conjointe et coaxiale. Un épandeur selon un deuxième perfectionnement de l'épandeur de l'invention ou son premier perfectionnement est caractérisé en ce que la roue d'expulsion et le ventilateur débou-15 chent dans un canal d'expulsion commun. Un épandeur selon un troisième perfectionnement de l'épandeur de l'invention ou son premier ou deuxième perfectionnement est caractérisé en ce que la roue d'expulsion et le ventilateur sont agencés dans un carter commun. Un épandeur selon un quatrième perfectionnement de l'épandeur de l'invention ou d'un du 20 premier au troisième perfectionnement est caractérisé en ce qu'une cloison de séparation est pourvue entre la roue d'expulsion et le ventilateur. Un épandeur selon un cinquième perfectionnement du quatrième perfectionnement est caractérisé en ce qu'un bord radial de la roue d'expulsion et/ou du ventilateur est conformé comme une cloison de séparation. 25 Un épandeur selon un sixième perfectionnement de l'épandeur de l'invention ou d'un du premier au cinquième perfectionnement est caractérisé en ce que la roue d'expulsion et le ventilateur sont entraînés séparément. Un épandeur selon un septième perfectionnement de l'épandeur de l'invention ou d'un du premier au cinquième perfectionnement est caractérisé en ce que la roue d'expulsion et le 30 ventilateur sont entraînés par un arbre commun. Un épandeur selon un huitième perfectionnement de l'épandeur de l'invention ou d'un du premier au septième perfectionnement est caractérisé en ce que la roue d'expulsion comporte un orifice d'aspiration axial et un orifice d'expulsion pourvu sur la circonférence. Un épandeur selon un neuvième perfectionnement de l'épandeur de l'invention ou d'un du 5 premier au huitième perfectionnement est caractérisé en ce que le ventilateur est pourvu d'aubes de ventilateur courbes. Un épandeur selon un dixième perfectionnement de l'épandeur de l'invention ou d'un du premier au neuvième perfectionnement est caractérisé en ce que le ventilateur débouche dans un canal de soufflante dont la section transversale se réduit selon la direction de la 10 soufflante. Un épandeur selon un onzième perfectionnement de l'épandeur de l'invention ou d'un du premier au dixième perfectionnement est caractérisé en ce que le ventilateur est conçu comme un ventilateur radial avec un orifice d'aspiration radial intérieur et un orifice de soufflante pourvu sur la circonférence. 15 Un épandeur selon un douzième perfectionnement du onzième perfectionnement est caractérisé en ce que l'orifice d'aspiration entoure l'arbre d'entraînement. Un épandeur selon un treizième perfectionnement de l'épandeur de l'invention ou d'un du premier au douzième perfectionnement est caractérisé par un carter, une roue d'expulsion et un ventilateur agencés de façon conjointe et coaxiale dans le carter et séparés l'un de 20 l'autre par une cloison de séparation, au moins un arbre d'entraînement traversant une paroi du carter et un canal d'expulsion dans lequel débouchent le ventilateur et la roue d'expulsion. Un épandeur selon un quatorzième perfectionnement de l'épandeur de l'invention ou d'un du premier au treizième perfectionnement est caractérisé par une roue d'expulsion et un 25 ventilateur, agencés chacun dans un carter propre avec un orifice de sortie, dans lequel les orifices de sortie débouchent dans un canal d'expulsion commun. La combinaison d'une roue d'expulsion et d'un ventilateur adjacents et coaxiaux permet un encombrement extrêmement restreint, de manière à ne pas perdre d'espace de stockage et à réaliser un épandeur de construction compacte. La roue d'expulsion et le ventilateur ont préférablement un canal d'expulsion commun dans lequel les deux écoulements se combinent. L'agencement de la roue d'expulsion et du ventilateur dans un même carter constitue une solution particulièrement compacte. Pour éviter que les deux écoulements ne se mélangent prématurément, une cloison est pourvue entre la roue d'expulsion et le ventilateur, qui peut par exemple être constituée par un bord radial de la roue d'expulsion ou du ventilateur. Selon l'application souhaitée de l'épandeur, la roue d'expulsion et le ventilateur peuvent être entraînés séparément pour pouvoir être ainsi commandés indépendamment, ou bien être 10 montés sur un arbre d'entraînement commun. Si l'orifice de soufflante du ventilateur débouche dans une section propre du canal de soufflante, qui présente une section transversale constamment décroissante avant de se joindre au canal d'expulsion de la roue d'expulsion, un effet Venturi peut être obtenu, de façon à augmenter la capacité de sortie aussi bien du ventilateur que de la roue d'expulsion. 15 La roue d'expulsion et le ventilateur sont construits de manière conventionnelle avec respectivement des aubes d'expulsion radiales et des aubes de ventilateur courbes, moyennant quoi le ventilateur est conçu de préférence comme un ventilateur radial dont l'orifice d'aspiration entoure l'arbre d'entraînement. La roue d'expulsion et le ventilateur peuvent cependant aussi être agencés à des emplace-20 ments et dans des carters séparés. Des modes de réalisation de l'invention sont décrits plus en détail ci-après en regard des dessins suivants. Fig. 1 Coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un épandeur selon l'invention. 25 Fig. 2 Coupe longitudinale d'un deuxième mode de réalisation d'un épandeur selon l'invention. Fig. 3a Vue en élévation schématique d'un troisième mode de réalisation d'un épan- deur selon l'invention. Fig. 3b Vue latérale du ventilateur selon la figure 3a. Fig. 4 Vue en élévation d'une roue d'expulsion utilisée dans les épandeurs selon les figures 1 à 3. Fig. 5 Vue en élévation d'un ventilateur utilisé dans les épandeurs selon les figures 1 à 3. La figure 1 correspond à un premier mode de réalisation d'un épandeur 1 selon l'invention, qui peut être utilisé dans les remorques de mélange d'aliments, les remorques de transport, les silos d'aliments stationnaires et d'autres dispositifs similaires. L'épandeur 1 comporte un carter 2 en forme de tambour, avec des parois latérales opposées 2a et 2b et une paroi cir- conférentielle 2c, dans lequel une roue d'expulsion 3 et un ventilateur 4 sont agencés. La roue d'expulsion 3 et le ventilateur 4 sont de construction conventionnelle, de telle façon que - comme illustré par exemple dans la figure 3 - la roue d'expulsion 3 présente un disque circulaire 5 entraîné autour d'un arbre d'entraînement 6 et pourvu sur une de ses faces d'une pluralité d'aubes d'expulsion 7 s'étendant radialement par rapport à l'arbre d'entraî- nement 6. Dans le mode de réalisation représenté, les aubes d'expulsion 7 s'étendent radialement sans dépasser du disque 5, mais elles peuvent cependant être plus longues ou plus courtes. Comme représenté dans la figure 1, les aubes d'expulsion 7 présentent une forme de plaque à section essentiellement triangulaire et comportent des déflecteurs 8 sur leurs bords radiaux externes, qui dépassent de manière essentiellement perpendiculaire des au- bes d'expulsion 7 en forme de plaque. En direction de la circonférence, les aubes d'expulsion 7 comportent sur leur face opposée aux déflecteurs 8 des tôles de guidage 9, qui sont également pliées à partir des aubes d'expulsion 7 en forme de plaque et s'étendent essentiellement radialement. Les déflecteurs 8 raidissent les aubes d'expulsion 7 pour résister à l'impact de corps étrangers ; les tôles de guidage 9 servent également de raidisseurs et conduisent le matériau à épandre vers l'intérieur pour éviter l'abrasion du carter. Comme illustré dans la figure 4, le ventilateur 4 est un ventilateur radial de type courant, entraîné autour d'un arbre d'entraînement 10 indépendant de l'arbre d'entraînement 6 de la roue d'expulsion 3. L'entraînement de la roue d'expulsion 3 et celui du ventilateur 4 peuvent ainsi être séparés et commandés indépendamment. Le ventilateur 4 comporte des aubes courbes 11 fixées entre des bords discoïdaux radiaux 12a, 12b. Les bords 12a, 12b présentent un diamètre supérieur ou égal à l'extension radiale 2946495 6. des aubes de ventilateur 11. En ce qui concerne la puissance d'entraînement ainsi que l'agencement et la résistance de conception, le ventilateur 4 est conçu uniquement pour l'aspiration et l'expulsion d'air et est incapable d'expulser des matériaux solides tels que de la paille (les fines aubes du ventilateur présentent par exemple une épaisseur de 2 ou 5 3 mm, alors que l'épaisseur habituelle des aubes d'expulsion est de 8 mm ou plus). Contrairement à la représentation de la figure 1, le diamètre du ventilateur 4 peut aussi être inférieur au diamètre de la roue d'expulsion 3. La roue d'expulsion 3 et le ventilateur 4 sont coaxiaux et agencés conjointement dans le carter 2 avec des arbres d'entraînement coaxiaux 6 et 10, les deux arbres d'entraînement 6 10 et 10 traversant la paroi latérale 2b du côté du ventilateur. Pour séparer les flux produits par la roue d'expulsion 3 et le ventilateur 4, une cloison de séparation stationnaire 13 comportant un seul ou plusieurs éléments est pourvue. Cette cloison de séparation s'étend à travers un orifice d'expulsion 14 de la paroi circonférentielle 2c et divise cet orifice d'expulsion 14 en une section 14a correspondant à la roue d'expulsion 3 et une section 14b correspon- 15 dant au ventilateur 4. D'autre part, la cloison de séparation 13 s'étend dans le carter 2 jus-qu'à la paroi circonférentielle 2c. Chaque section 14a, 14b de l'orifice d'expulsion 14 débouche dans une section correspondante 15a, 15b, celles-ci étant séparées par la cloison de séparation 13 et formant un canal d'expulsion 15 préférablement tangentiel. La section 15a du canal d'expulsion 15 correspondant à la roue d'expulsion 3 présente préférablement une 20 section transversale constante jusqu'à ce qu'elle débouche dans la section 15b. La section 15b correspondant au ventilateur 4 se réduit constamment depuis une section transversale Q1 supérieure, à la connexion avec l'orifice d'expulsion 14b, jusqu'à une section transversale Q2 inférieure, là où elle débouche dans le canal d'expulsion 15 commun, de telle manière qu'un effet Venturi se produit, ce qui améliore la capacité d'aspiration aussi bien de 25 l'air dans les sections 14b et 18 que du matériau à épandre dans les sections 15a, 14a et 16. La force d'aspiration est conservée même lorsque l'orifice d'entrée 16 est bouché. L'air sortant par Q2 assiste à l'expulsion de la roue d'expulsion. La paroi latérale 2a du carter 2 correspondant à la roue d'expulsion 3 présente un orifice d'aspiration 16 dans lequel débouche une trémie d'aspiration 17. L'orifice d'aspiration 16 se 30 trouve dans le prolongement de l'axe de la roue d'expulsion 3, du côté opposé à celui de l'arbre d'entraînement 6. En service, l'orifice d'aspiration 16 est orienté vers le réservoir de matériau à épandre. La paroi latérale 2b opposée du carter 2 est pourvue d'un orifice d'aspiration 18 coaxial avec l'arbre d'entraînement 10 et agencé autour de celui-ci, comme dans les ventilateurs radiaux conventionnels. L'orifice d'aspiration 18 comporte une tôle de guidage 19 en forme d'entonnoir qui s'étend jusqu'au côté externe de la paroi latérale 2b, coaxiale avec l'arbre d'entraînement 10, au moyen d'une section 19a qui s'évase vers l'extérieur, et jusqu'à la zone des aubes courbes 11, au moyen d'une deuxième section 19b qui s'évase en forme de trémie vers l'intérieur, entre les bords discoïdaux 12a, 12b. Pour l'aspiration et la distribution du matériau, la roue d'expulsion 3 est mise en rotation par l'arbre d'entraînement 6, aspire le matériau à épandre depuis le réservoir de stockage non représenté via la trémie 17 et l'orifice d'aspiration 16, et le projette à travers la section 14a de l'orifice d'expulsion 14. Le ventilateur 4 est mis en service simultanément ou de manière légèrement décalée et aspire de l'air par l'orifice d'aspiration 18. L'air est accéléré dans le ventilateur 4 et est envoyé via la section 14b de l'orifice d'expulsion 14 dans le canal d'ex-pulsion 15, où l'air accéléré emporte le matériau à épandre projeté par la roue d'expulsion 3 et le transporte sur une distance d'expulsion prédéterminé. La capacité et la distance d'expulsion sont ainsi augmentées grâce au ventilateur 4. La figure 2 correspond à un mode de réalisation dérivé d'un épandeur selon l'invention 100, correspondant à l'épandeur 1 de la figure 1 mis à part les caractéristiques décrites ci-après, moyennant quoi les composants identiques ou similaires sont indiqués par les mêmes nu- méros de référence et ne seront plus décrits. L'épandeur 100 comporte également un carter 102 en forme de tambour, conformé avec des parois latérales opposées 102a, 102b ainsi qu'avec une paroi circonférentielle 102c. Une roue d'expulsion 3 conventionnelle et un ventilateur 4 sont agencés dans le carter 102. L'orifice d'aspiration 16 avec la trémie d'aspiration 17 est agencé dans la paroi latérale 102a et l'orifice d'aspiration 18 avec les tôles de guidage 19a et 19b est agencé dans la paroi latérale 102b du carter 102. Contrairement au mode de réalisation selon la figure 1, le disque radial de la roue d'expulsion 3, auquel les aubes d'expulsion 7 sont fixées, constitue une cloison de séparation 113 ainsi que le bord inversé 12a du ventilateur 4. Le ventilateur 4 et la roue d'expulsion 3 constituent ainsi une unité � dos-à-dos � et sont entraînés conjointe- ment par un arbre d'entraînement commun 106, qui est connecté à la cloison de séparation 113 et s'étend à travers l'orifice d'aspiration 18. En service, l'épandeur 100 se distingue du premier mode de réalisation uniquement en ce que la roue d'expulsion 3 et le ventilateur 4 fonctionnent simultanément et à la même vi- tesse de rotation. En outre, le disque de séparation 113 tourne en s'appuyant contre une étanchéité 102d dans la paroi circonférentielle 102c, qui isole la section de la roue d'expulsion 3 par rapport au ventilateur 4. Les figures 3a et 3b représentent un autre mode de réalisation d'un épandeur 200 selon l'invention, qui correspond aux modes de réalisation précédents mis à part les caractéristiques décrites ci-après. L'épandeur 200 comporte par exemple aussi la roue d'expulsion 3 et le ventilateur 4 des figures 4 et 5. Toutefois, contrairement aux modes de réalisation précédents, la roue d'expulsion 3 et le ventilateur 4 de l'épandeur 200 ne sont pas combinés dans une même unité mais sont agencés séparément, ce qui peut être avantageux dans certains emplacements réduits ou pour l'adaptation d'installations existantes. La roue d'expulsion 3 et le ventilateur 4 peuvent être entraînés par un moteur commun 220 ou par leur entraînement propre. La roue d'ex-pulsion 3 est agencée dans un carter propre 203 et le ventilateur 4 dans un carter propre 204. Le carter 203 comporte l'orifice d'expulsion 14a, qui débouche directement dans un canal d'expulsion 15. L'orifice d'expulsion 14b du ventilateur 4 débouche immédiatement dans la section suivant l'orifice d'expulsion 14a de la roue d'expulsion 3, préférablement dans un canal d'expulsion 15b connecté à l'orifice d'expulsion 14b et qui peut au besoin encore être prolongé. La jonction 215b du ventilateur 4 dans le canal d'expulsion 15 s'effectue de telle manière que l'air fourni par le ventilateur 4 balaye l'orifice d'expulsion 14a de la roue d'expulsion 3, c'est-à-dire de travers et sous un certain angle par rapport à l'orifice d'expulsion 14a, cet air améliorant ainsi la capacité d'aspiration de la roue d'expulsion 3. La conception du ventilateur 4 peut encore être simplifiée comme indiqué dans la figure 3b, où la cloison de délimitation avant est éliminée pour ne conserver que la cloison de délimitation 12a nécessaire pour la fixation des aubes 11, qui est montée sur l'arbre d'entraînement 10. L'orifice d'aspiration 18 peut ainsi également être agrandi. La forme des aubes 11 peut aussi être modifiée, comme représenté par exemple dans la figure 3b, où les aubes essentiellement trapézoïdales peuvent être réalisées avec des coins arrondis. Le diamètre du ventilateur 4 peut aussi être quelconque, et peut en particulier être plus petit que le diamètre de la roue d'expulsion 3 dans une conception facile à réaliser. D'autres constructions conventionnelles adaptées de la roue d'expulsion et du ventilateur peuvent être utilisées en variante des modes de réalisation décrits et illustrés. Dans tous les modes de réalisation, les directions de sortie de la roue d'expulsion et du ventilateur peu- vent en outre ne pas être parallèles mais présenter un certain angle l'une par rapport à l'autre. REVENDICATIONS1. Épandeur agricole (1, 100, 200) comportant une roue d'expulsion (3) entraînée par un arbre tournant (6, 106) pour l'expulsion d'un matériau à épandre, en particulier de la paille, caractérisé par un ventilateur (4) attribué à la roue d'expulsion (3) est pourvu en plus de la roue d'expulsion (3), de manière à produire un flux d'air assistant l'expulsion. 2. Épandeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la roue d'expulsion (3) et le ventilateur (4) sont agencés de façon conjointe et coaxiale. 3. Épandeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la roue d'expulsion (3) et le ventilateur (4) débouchent dans un canal d'expulsion commun (15). 4. Épandeur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la roue d'expulsion (3) et le ventilateur (4) sont agencés dans un carter commun (2, 102). 5. Épandeur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une cloison de séparation (13, 113) est pourvue entre la roue d'expulsion (3) et le ventilateur (4). 6. Épandeur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un bord radial de la roue d'expulsion (3) et/ou du ventilateur (4) est conformé comme une cloison de séparation (113). 7. Épandeur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la roue d'expul- sion (3) et le ventilateur (4) sont entraînés séparément. 8. Épandeur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce la roue d'expulsion (3) et le ventilateur (4) sont entraînés par un arbre commun (106). 9. Épandeur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la roue d'expulsion (3) comporte un orifice d'aspiration axial (16) et un orifice d'expulsion (14) pourvu sur la circonférence. 10. Epandeur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le ventilateur (4) est pourvu d'aubes de ventilateur courbes (11). 8 11. Épandeur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en que le ventilateur (4) débouche dans un canal de soufflante (15b) dont la section transversale se réduit selon la direction de la soufflante. 12. Epandeur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le ventilateur (4) est conçu comme un ventilateur radial avec un orifice d'aspiration (18) radial intérieur et un orifice de soufflante (14b) pourvu sur la circonférence. 13. Épandeur selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'orifice d'aspiration (18) entoure l'arbre d'entraînement (10). 14. Épandeur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par un carter (2, 102), une roue d'expulsion (3) et un ventilateur (4) agencés de façon conjointe et coaxiale dans le carter (2, 102) et séparés l'un de l'autre par une cloison de séparation (13, 113), au moins un arbre d'entraînement (6, 10, 106) traversant une paroi du carter (2b, 102b) et un canal d'expulsion (15) dans lequel débouchent le ventilateur (4) et la roue d'expulsion (3). 15. Épandeur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par une roue d'expulsion (3) et un ventilateur (4), agencés chacun dans un carter propre (203, 204) avec un orifice de sortie (14a, 14b), dans lequel les orifices de sortie (14a, 14b) débouchent dans un canal d'expulsion commun (15).