Brevet FR2952923A1 — publié le 20110527

L'invention appartient au domaine des dispositifs de remplissage de cuves. Plus particulièrement l'invention concerne un dispositif utilisable pour le remplissage en eau de la cuve d'un pulvérisateur de produits phytopharmaceutiques. Toutefois, l'invention sera utilisable pour le remplissage en liquides de cuves susceptibles de contenir des produits soumis à une réglementation comparable. Un tel dispositif est utilisé notamment par les agriculteurs dans des stations de remplissage de cuves de pulvérisateurs, destinées à l'épandage de produits phytopharmaceutiques sur des cultures. Lesdits produits phytopharmaceutiques sont d'abord placés dans la cuve sous la forme d'un concentré liquide ou pulvérulent, laquelle cuve est alors remplie d'eau afin de diluer lesdits produits. Dans le but de préserver l'environnement, ces stations de remplissage doivent répondre à des contraintes réglementaires et notamment : - Lors du remplissage du pulvérisateur à partir du réseau d'alimentation en eau potable, éviter toute contamination aussi bien ponctuelle que diffuse du réseau par les produits phytopharmaceutiques, notamment en cas de dépression accidentelle dans les canalisations d'alimentation. Disposer de moyens aptes à prévenir toute contamination de 20 l'environnement par les produits phytopharmaceutiques, notamment par le débordement de la cuve en cours de remplissage. Selon l'art antérieur, les solutions pour résoudre ces problèmes techniques consistent à : 2 disposer une citerne tampon intermédiaire, installer un compteur volumétrique ou volucompteur à arrêt automatique permettant de programmer de manière précise la quantité d'eau utilisée pour le remplissage, disposer dans le circuit un clapet anti-retour ou un disconnecteur hydraulique. La citerne tampon à elle seule ne résout pas les problèmes techniques. Elle doit être associée à d'autres moyens: volucompteur et/ ou clapet antiretour. Son volume est en général supérieur ou égal au volume des cuves à remplir. Elle peut être installée position basse, dans ce cas le remplissage est effectué par une pompe et un clapet anti-retour est interposé entre la citerne et la cuve à remplir pour éviter tout retour de produits phytopharmaceutiques dans la citerne. Elle peut aussi être installée en position haute et requière dans ce cas la réalisation d'un ouvrage de génie civil particulier. Dans les deux cas un volucompteur doit être installé entre la citerne et la cuve. La présence d'un volume tampon relativement important introduit dans l'installation une quantité d'eau stagnante, occupe de l'espace et nécessite des constructions coûteuses. La présence d'un clapet anti-retour ou d'un disconnecteur hydraulique 20 créent des pertes de charges dans le circuit et nécessitent une maintenance ou au moins une vérification régulière de leur fonctionnement. La présence d'un compteur volumétrique ne protège pas quant aux erreurs de programmation de celui-ci, erreurs qui peuvent être consécutives à une méconnaissance de la contenance effective de la cuve, ou, du volume encore disponible dans celle-ci si le remplissage est effectué en plusieurs fois. Généralement, pour éviter toute dégradation ou utilisation indélicate, les vannes d'alimentation et autres moyens de programmation sont placés dans un abris ou carter fermés, éloignés d'au moins quelques pas de la zone de remplissage. Par suite, même si l'opérateur surveille de près l'opération de remplissage, il lui faut se déplacer pour manoeuvrer lesdits moyens en cas de problème tel qu'un débordement de la cuve. Selon le débit, ce temps de réaction peut suffire à entraîner un déversement conséquent de mélange contenant des produits phytopharmaceutiques. L' invention vise à résoudre ces insuffisances de l'art antérieur par un dispositif autonome, adaptable sur toute station de remplissage et garantissant : - l'absence de contamination du réseau d'eau par les produits se trouvant dans la cuve, l'impossibilité de déversement de produits phytopharmaceutiques, par débordement de la cuve en cours de remplissage. A cette fin, l'invention propose un dispositif adaptable au circuit hydraulique d'une station de remplissage de cuves comprenant : - Un conduit de remplissage comportant deux extrémités - Une première extrémité dudit conduit comprenant des moyens de capture d'un jet de fluide - Une deuxième extrémité dudit conduit apte à être introduite dans une cuve et comprenant des moyens d'obturation de ladite extrémité - Des moyens aptes à provoquer l'écoulement du fluide hors du conduit de 25 remplissage lorsque la deuxième extrémité est obturée 4 Un tel dispositif est très facile à installer par un homme de l'art sur une station de remplissage existante. Il se connecte directement au conduit d'alimentation lequel est relié au réseau de fluide : les moyens de capture du jet sont placés verticalement le conduit d'alimentation existant est sectionné à hauteur desdits moyens de sorte que le jet de fluide sortant dudit conduit pénètre par les moyens de capture du jet dans le conduit de remplissage, dans lequel le fluide s'écoule par gravité jusqu'à la deuxième extrémité, remplissant ainsi la cuve. Il n'est pas nécessaire d'effectuer une connexion complexe et étanche entre le conduit d'alimentation et le conduit de remplissage, la connexion tolère un désalignement conséquent entre les deux conduits et même une mobilité relative entre ceux-ci. Les moyens aptes à provoquer l'écoulement du fluide hors du conduit de remplissage sont placés à l'extérieur de la cuve, ces moyens peuvent être les mêmes que les moyens de capture du jet, lorsque ladite deuxième extrémité est obturée, si l'alimentation en fluide continue, le fluide d'alimentation, qui ne contient pas de produits phytopharmaceutiques, se déverse en dehors de la cuve. Le dispositif ne nécessite pas de tarage particulier et ne requière 20 quasiment pas de maintenance. Ainsi, lorsqu'il procède au remplissage de sa cuve, l'opérateur peut rester au voisinage immédiat de celle-ci pour la surveiller et obturer directement l'extrémité de remplissage par des moyens d'obturation qui peuvent être très rapides tout en étant sans risque pour l'installation existante. De tels risques sont par exemple la génération de surpressions ou « coups de bélier ». ceux-ci ne peuvent se produire dans le conduit de remplissage ouvert à ses deux extrémités. 5 Le sectionnement du conduit d'alimentation empêche également toute aspiration du mélange de la cuve par le réseau de fluide même en cas de dépression dans celui-ci. Avantageusement le conduit de remplissage comprend une partie télescopique connectant la deuxième extrémité au reste du conduit. Il est ainsi facile de placer la deuxième extrémité dudit conduit à une hauteur adéquate dans la cuve tout en conservant à hauteur fixe la première extrémité du conduit de remplissage et les moyens de capture du jet. Ainsi, il est possible de placer le sectionnement et les moyens de capture du jet à une hauteur telle qu'ils ne puissent pas être dégradés par des chocs avec les engins manoeuvrant dans l'aire de remplissage des cuves. Avantageusement, les moyens d'obturation de la deuxième extrémité sont pilotés par le niveau de liquide dans la cuve à remplir. L'opérateur peut ainsi régler le niveau de remplissage afin d'éviter tout débordement. Les moyens d'obturation se déclenchent lorsque ce niveau est atteint, même sans surveillance stricte de l'opération de remplissage, même en cas d'erreur de programmation du volucompteur. Ce dispositif permet en outre le remplissage simultané de plusieurs cuves à partir du même conduit d'alimentation. Le conduit de remplissage 6 comprend alors une première extrémité comprenant les moyens de capture du jet et une pluralité de conduits et d'extrémités destinées à être introduites dans plusieurs cuves. La fermeture successive des moyens d'obturation modifie d'abord la répartition des débits entre les cuves avant de fonctionner comme décrit précédemment pour la dernière cuve. Les moyens d'obturation de la deuxième extrémité du conduit de remplissage peuvent être de tout type connu de l'homme du métier, pilotés électriquement, mécaniquement ou par des principes hydrauliques, tels que par un flotteur. Dans ce dernier cas il est avantageux que le niveau du flotteur soit automatiquement réglé par le niveau de l'extrémité du conduit de remplissage dans la cuve. A cette fin le dispositif peut comprendre des moyens aptes à fixer la hauteur de la deuxième extrémité dans la cuve et un flotteur solidaire de ladite deuxième extrémité. Dans ce cas, la deuxième extrémité est avantageusement obturée directement par le flotteur et la position de ladite extrémité dans la cuve donne directement le niveau maximum de liquide dans celle-ci. La hauteur manométrique de fluide s'appliquant sur le flotteur et tendant à le repousser de l'extrémité du conduit de remplissage, est égale à la différence de hauteur de fluide entre la première et la deuxième extrémité du conduit de remplissage. Il peut être avantageux que le dispositif comprenne des moyens supplémentaires permettant de limiter cette hauteur manométrique à une valeur inférieure, particulièrement si cette différence de hauteur est élevée. Avantageusement des moyens permettant de limiter la hauteur 7 manométrique s'appliquant sur le flotteur peuvent être combinés avec les moyens permettant de régler la hauteur de la deuxième extrémité du dispositif dans la cuve. L'invention a trait également à une station de remplissage de cuves de 5 pulvérisateurs équipée d'un dispositif selon l'invention. Avantageusement, ce dispositif rend difficile toute utilisation de la station de remplissage pour le lavage des cuves, des récipients ou des engins se trouvant sur l'aire de remplissage, évitant ainsi la contamination de l'environnement par l'écoulement d'eau de lavage. 10 Il existe cependant le risque d'une mauvaise utilisation du dispositif, notamment par un opérateur qui souhaiterait introduire un supplément de produit phytopharmaceutique dans la cuve au cours de son remplissage, et qui, à cette fin, déverserait lesdits produits dans les moyens de collecte du jet. Pour parer à cette éventualité, il est avantageux que les moyens de collecte du jet et 15 le sectionnement du conduit d'alimentation soient placés dans un carter. Le mode d'alimentation du conduit de remplissage offre la possibilité d'un mouvement relatif entre celui-ci et le conduit d'alimentation. Cette possibilité peut être avantageusement mise à profit pour réaliser une articulation entre les deux conduits sans avoir recours à un joint tournant. 20 L'invention sera maintenant plus précisément décrite dans le cadre de modes de réalisation préférés, nullement limitatifs, représentés sur les figures 1 à 5, dans lesquelles : La figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un exemple de 8 réalisation du dispositif selon l'invention La figure 2 illustre en détail en perspective et en coupe un exemple de réalisation de l'obturation de la deuxième extrémité du conduit de remplissage La figure 3 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation du conduit de remplissage selon l'invention La figure 4 illustre en perspective un mode de réalisation d'une station de remplissage intégrant un conduit de remplissage réalisé selon un mode particulier de l'invention La figure 5 représente l'installation du dispositif de remplissage dans la 10 station de la figure 4. Figures 1 et 3, le dispositif selon l'invention est prévu pour s'adapter sur des stations de remplissage existantes. Il se connecte par l'intermédiaire de moyens appropriés (100) à la canalisation d'eau réseau (1). Il est constitué d'un conduit de remplissage (11), recevant en sa première extrémité (211) un moyen 15 de capture du jet (13), ici sous forme d'un entonnoir. Entre la première extrémité (211) et la deuxième extrémité (12) du conduit de remplissage, celui-ci peut être de forme quelconque, voir être constitué d'un tube souple, dès lors que la hauteur de la première extrémité (211) est supérieure à la hauteur de la deuxième extrémité (12) placée dans la 20 cuve (20), de sorte à permettre l'écoulement du fluide par gravité dans le conduit de remplissage (11). Avantageusement, ce conduit de remplissage (11) est constitué de deux parties (110, 111) aptes à coulisser l'une dans l'autre. L'extrémité (12) du 9 tube de remplissage se place dans la cuve à remplir (20). Un sectionnement (101) avec mise à la pression atmosphérique du jet est pratiqué dans le circuit. Ainsi, lorsque la canalisation (1) est alimentée en eau, cette eau sort sous forme de jet au niveau du sectionnement (101). Le jet est récupéré par des moyens de capture (13), puis, il entre dans le conduit de remplissage (11), dont il sort par la deuxième extrémité (12) pour remplir la cuve (20). Avantageusement la deuxième extrémité (12) est équipée d'un flotteur (30) lequel est maintenu en place par une cage (120) vissée par exemple à l'extrémité (12) du conduit de remplissage. Lorsque le niveau (210) de liquide dans la cuve atteint une hauteur déterminée, le flotteur obture la deuxième extrémité (12) du conduit. La connexion du dispositif objet de l'invention à la canalisation d'eau (1) est configuré de telle sorte que le niveau d'eau maximum (211) dans l'ensemble du conduit de remplissage (11), incluant les moyens de capture du jet (13), soit situé au dessus du niveau d'eau (210) dans la cuve, quelque soit la cuve susceptible d'être remplie sur l'aire de remplissage, au besoin en installant une potence (non représentée) apte à remonter la hauteur de la canalisation d'alimentation (1). Ce niveau d'eau maximum (211) est préférentiellement situé à une distance d sous le sectionnement (101) du conduit d'alimentation (1). Le conduit de remplissage (11) et les moyens de capture du jet (13) jouent le rôle de volume tampon sans les inconvénients de l'art antérieur, à savoir que l'eau n'y stagne pas, et qu'il n'occupe pas une surface significative 10 de l'aire de remplissage. L'écoulement s'effectuant par gravité dans un tube de gros diamètre, la pression dynamique du jet à la deuxième extrémité du conduit de remplissage et la rigidité de la partie coulissante rendent le dispositif peu commode pour le lavage des engins, des cuves ou des récipients ayant contenu des produits phytopharmaceutiques et dissuade ainsi les usagers de l'aire de remplissage d'utiliser ces moyens pour ces activités particulièrement polluantes pour l'environnement. Lorsque le niveau d'eau dans la cuve atteint une hauteur telle (210) que le flotteur obture l'extrémité du tube de remplissage, l'eau arrivant par la canalisation (1) remplit le conduit de remplissage (11), puis les moyens de capture du jet (13) et déborde lorsque le niveau atteint le niveau maximum (211). Ainsi, même en cas d'omission de coupure de l'alimentation en eau après que le volume de remplissage de la cuve soit atteint, c'est de l'eau d'alimentation qui déborde et non le mélange contenu dans la cuve. Il n'y a donc pas contamination de l'environnement par des produits phytopharmaceutiques. Le flotteur (30) est d'une part soumis à la poussée d'Archimède du liquide contenu dans la cuve, poussée qui tend à fermer l'orifice du tube de remplissage (111), et d'autre part, à la pression correspondant à la hauteur de la colonne d'eau (h) dans le conduit de remplissage. La hauteur maximum de cette colonne d'eau est approximativement la différence de hauteur entre 11 niveau de liquide dans la cuve (210) et la première extrémité (211) du conduit de remplissage. Figure 2, pour éviter que le flotteur ne soit repoussé par cette colonne d'eau lorsqu'il obture la deuxième extrémité (12), la surface d'application de la poussée d'Archimède (d2) doit être proportionnellement plus élevée que la surface (dl) sur laquelle s'applique la pression résultant de la colonne d' eau. Par exemple, si le flotteur est de forme sensiblement cylindrique de section d2 et de longueur L, que la surface d'obturation, dl, est soumise à une hauteur, h, de colonne de fluide, le rapport des sections est donné par : dl/d2= L/h Ainsi pour une longueur L de 100 mm, et une hauteur h de 2 mètres, le diamètre de l'orifice de sortie du jet à la deuxième extrémité doit être environ 4,5 fois inférieur à celui du flotteur. Cependant, il est avantageux que le sectionnement (101) et les moyens de capture du jet (13) soient placés à une hauteur telle qu'ils ne risquent pas d'être percutés et détériorés notamment par les engins tels que des tracteurs agricoles fréquentant l'aire de remplissage. Dans une telle configuration cette condition sur les surfaces de poussée conduit à réduire la section d'ouverture dl de la deuxième extrémité du tube de remplissage donc à introduire des pertes de charges significatives dans le circuit. Pour éviter la création de telles pertes de charges, le dispositif objet de l'invention, figure 2, dispose de moyens (113,300) pour limiter la hauteur d'eau dans le tube de remplissage lorsque celui -ci est obturé. 12 Selon un exemple de réalisation, l'extrémité du tube de remplissage comprend un fourreau intérieur (113). L'espace annulaire entre ce fourreau intérieur (113) et la paroi du tube de remplissage (111) est relié à des tubes d'évent (300). Lorsque le flotteur obture l'orifice d'extrémité du tube de remplissage, l'eau remplit l'espace annulaire entre le fourreau (113) et la paroi du tube de remplissage et s'écoule par les tubes d'évent (300), de sorte que la hauteur de la colonne d'eau s'appliquant sur le flotteur est limitée à la hauteur séparant l'orifice d'extrémité du tube de remplissage des tubes d'évent. Avantageusement ces tubes d'évent (300) sont suffisamment robustes pour être utilisés afin de manipuler le dispositif et notamment faire coulisser la partie télescopique (111) du tube de remplissage. Ils permettent aussi de constituer une butée sur la cuve (20) et ainsi de positionner la hauteur de l'extrémité du tube de remplissage, ce qui fixe le niveau de remplissage de la cuve. L'homme du métier adaptera facilement ce dispositif à toute station de remplissage, permettant ainsi de répondre à toutes les contraintes réglementaires. A cette fin le dispositif peut être livré en kit (10), figure 3, intégrant à lui seul l'ensemble des fonctions nécessaires pour répondre aux contraintes réglementaires, dans la mesure ou ce dispositif assure l'absence de risque d'aspiration de mélange dans le réseau d'eau et évite le débordement dudit mélange hors de la cuve en cours de remplissage. L'installation d'un tel kit ne nécessite que la présence d'une sortie d'alimentation de fluide en partie haute, laquelle est un simple sectionnement 13 du conduit d'alimentation. Celui-ci se connecte au dispositif par un adaptateur placé dans le connecteur (15) situé au dessus des moyens de capture du jet (13). Si la nature du conduit d'alimentation (1) ne lui permet pas de supporter le poids du dispositif (10), celui-ci peut-être attaché à une potence par des liens (16) sous forme de chaînes ou de câbles se reprenant sur les bords des moyens de capture du jet (13). Dans ce cas la fixation du conduit d'alimentation dans le connecteur (15) n'est pas nécessaire et le montage confère une certaine mobilité au dispositif. Une telle installation peut être réalisée, notamment pour une installation chez un particulier, sans compétences particulières selon la situation de l'installation d'origine. Pour une utilisation collective, le dispositif peut être intégré à une station complète de remplissage, figures 4 et 5. Une telle station se connecte au réseau d'eau (1) en partie basse (150). Elle est fixée au sol par boulonnage (52). Elle prolonge le conduit d'alimentation (1) par un conduit (17) comprenant avantageusement une vanne (60) et un volucompteur (61). La nature de ce conduit de prolongement lui permet de supporter le poids du dispositif de remplissage, même lorsque celui-ci est rempli de fluide. Ce second conduit (17) se termine par un col de cygne (18) créant le sectionnement du circuit et dont le jet se déverse dans les moyens de capture (13). Cette séparation mécanique entre le conduit l'alimentation (17) et le dispositif de remplissage est mise à profit pour réaliser une articulation. A cette fin le dispositif de remplissage est mobile selon un axe (41) par rapport au 14 conduit de prolongement (17). Avantageusement, pour rendre l'installation plus compacte, cette articulation peut être fixée directement sur ledit conduit (17). L'ensemble conduit de prolongement (17), vanne (60), volucompteur (61) et moyens de capture du jet (13) est intégré dans un carter léger mais résistant (50) constitué par exemple d'un tube en matériau composite. Ce tube comprend des ouvertures (42,43) pour permettre la sortie du dispositif de remplissage et son pivotement autour de l'articulation (41). L'accès aux moyens de commandes (60,61) est possible par une trappe (51) fermant à clé. Ce carter protège les moyens fragiles (60,61), ne permet l'utilisation de la station que par des personnes autorisées et disposant de la clé de la trappe (51) et évite le déversement de produits phytopharmaceutiques dans les moyens de capture du jet (13). L'ensemble carter et dispositif de remplissage peut être livré sous forme 15 de kit ne nécessitant pas ou très peu de génie civil et de travaux de plomberie pour son installation. La description ci-avant illustre clairement que par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs qu'elle s'était fixés : 20 du fait de la discontinuité hydraulique (101) introduite dans le circuit et de la distance (d) entre le sectionnement et le niveau maxi (210) dans le conduit de remplissage (11) il est impossible d'aspirer du mélange contenu dans la cuve. 15 Il n'y a pas de stagnation d'eau ou de mélange dans le conduit de remplissage. Si l'alimentation en eau s'interrompt et que la cuve n'est pas pleine, l'eau contenue dans le conduit se vide dans la cuve, rendant encore plus improbable toute aspiration. Si l'alimentation en eau s'interrompt alors que la cuve et le tube de remplissage sont pleins, l'eau se vide par les tubes d'évents. Il en est de même si, la cuve étant pleine, l'alimentation en eau continue. Dans tous les cas, seule de l'eau est déversée. Le dispositif ne nécessite pas de réglage complexe et peut être installé sans génie civil et sans compétence particulière. Il ne prend qu'une faible emprise au sol, il est léger et facilement transportable ou livrable. REVENDICATIONS1- Dispositif adaptable au circuit hydraulique d'une station de remplissage d'une cuve (20) caractérisé en ce qu'il comprend : - un conduit de remplissage (11) comportant deux extrémités; - une première extrémité (211) dudit conduit comprenant des moyens (13) de capture d'un jet de fluide; - une deuxième extrémité (12) dudit conduit apte à être introduite dans une cuve (20) et comprenant des moyens d'obturation (30) de ladite extrémité; - des moyens (13, 300,113) aptes à provoquer l'écoulement du fluide hors du conduit de remplissage lorsque la deuxième extrémité (12) est obturée. 2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le conduit de remplissage (11) comprend une partie télescopique (111) connectant la deuxième extrémité (12) au reste du conduit. 3- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce .que les moyens d'obturation (30) de la deuxième extrémité (12)sont pilotés par le niveau de liquide (210) dans la cuve à remplir. 4- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (300) aptes à fixer la hauteur de la deuxième extrémité dans la cuve et un flotteur (30) solidaire de ladite deuxième extrémité. 5- Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (113,300) aptes à limiter la hauteur manométrique de fluide dans le conduit de remplissage (11) lorsque la deuxième extrémité (12) est obturée directement par le flotteur (30). 6- Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que la hauteur de ladeuxième extrémité (12) du conduit de remplissage dans la cuve est donnée par les moyens (300) aptes à limiter la hauteur manométrique de fluide dans le dit conduit, lesquels forment butée avec ladite cuve (20) 7- Station de remplissage de cuves de pulvérisateurs de produits phytopharmaceutiques caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes. 8- Station de remplissage selon la revendication 7 caractérisée en ce qu'elle comprend un conduit d'alimentation (17) connecté au réseau de fluide lequel conduit déverse le fluide dans les moyens de capture de jet (13)du conduit de remplissage (11) par un jet à la pression atmosphérique, la section de sortie dudit jet étant situé au dessus de l'extrémité (211) du conduit de remplissage. 9- Station de remplissage selon la revendication 8 caractérisé en ce que le conduit de remplissage (11) est mobile selon un axe de rotation (41) par rapport au conduit d'alimentation (17). 10- Station de remplissage selon la revendication 9 caractérisée en ce que les moyens de capture du jet (13) du conduit de remplissage sont placés dans un carter fermé (50).