FR2474815A1 - Plant watering tube with drip feed - has hollow bush in each hole containing resilient diaphragm with central metering opening - Google Patents

Abstract

The plant watering feed uses a tube (1) with holes (3') along it, dispensing only droplets of water with a drip feed action. It has a plug (2') fitted into each hole, controlling the discharge. The plug is of resilient material and has a flange around it, with a groove (5') underneath, to grip the edge of the hole. The upper part is cup shaped, and retains a resilient membrane (7') with parallel end faces, and a calibrating hole (8') through the centre. The base of the cup shaped part is double walled, the inner wall (9') having sides which slope downwards towards the centre and incorporating a ring shaped opening (11a). The other wall (6') is curved, with a concave interior forming a chamber below the inner wall.

Description

DISPOSITIF D'ARROSAGE DU TYi*E "GOUTTE A GOUTTE"
La présente invention, qui se situe notamment dans le secteur agricole a pour objet un dispositif d'arrosage du type goutte a goutte permettant d'uniformiser l'irrigation des sols."DRIP-BY-DRIP" TYPE WATERING DEVICE
The present invention, which is located in particular in the agricultural sector, relates to a drip type sprinkler device for standardizing soil irrigation.

L'arrosage dit "goutte a goutte" consiste à délivrer régulibrement de faibles quantités d'eau en des points précis, judicieusement répartis, autour desquels les végétaux adaptent leur système radiculaire. Un tel arrosage permet, par rapport aux techniques antérieures, d'importantes économies d'eau, d'énergie et procure en même temps des avantages techniques agro nomiques
Le principe, pour parvenir à ces résultats, consiste à faire chuter la pression par des pertes de charge localisées aux orifices d'émission du liquide
Un premier système est réalisé par un écoulement laminaire dans un tube capillaire ou dans une fine spirale, ou encore dans un réseau de chicanes.Le dépit de ltécoulement étant tri lunaire de la pression, ce mode de réalisation impose un calcul du réseau d'arrosage en fonction de la topographie et de la configuration du sol. Ce calcul, souvent très complexe, néessi e l'intervention d'un homme de l'art, ce qui, outre le fait ae grever le prix de revient de l'installation d'arrosage, alourdit l'infrastructure d'adduction et supprime un degré de lirté dans le choix et la disposition des cultures possibles.The so-called "drop by drop" watering consists in regularly delivering small quantities of water to precise points, judiciously distributed, around which the plants adapt their root system. Compared with previous techniques, such watering allows significant savings in water and energy and at the same time provides technical agricultural advantages.
The principle, to achieve these results, is to drop the pressure by pressure drops localized at the liquid emission orifices
A first system is produced by a laminar flow in a capillary tube or in a fine spiral, or even in a network of baffles. Despite the flow being pressure-dependent, this embodiment requires a calculation of the watering network. depending on the topography and soil configuration. This calculation, often very complex, requires the intervention of a person skilled in the art, which, in addition to increasing the cost price of the sprinkler system, increases the supply infrastructure and eliminates a degree of clarity in the choice and arrangement of possible crops.

Un autre système consiste à faire chuter la pression par un écoulement turbulent réalisé dans une petite chambre cylin drique alimentée tangentiellement par un orifice calibré. Celui-ci crée un tourbillon dont l'échappement s'opère par un écoulement continu au travers d'un autre orifice placé dans l'axe du tourillon et ménagé dans la partie externe de la chambre. Another system consists in making the pressure drop by a turbulent flow realized in a small cylindrical chamber fed tangentially by a calibrated orifice. This creates a vortex whose escape takes place by a continuous flow through another orifice placed in the axis of the trunnion and formed in the external part of the chamber.

Les variations du débit d'émission sont alors sensiblement en corrélation avec la racine carrée des variations de la pression exercée audit point d'émission permettant ainsi de rendre le débit moins dépendant de la pression.The variations in the emission flow rate are then substantially correlated with the square root of the variations in the pressure exerted at said emission point, thereby making the flow rate less dependent on the pressure.

Un troisième système consiste à produire un écoulement laminaire au travers d'un tube capillaire, s'étendant transversalement à l'intérieur des tuyaux d'amenée d'eau ou tuyaux porteurs et dont l'une des parois est fabriquée dans un matériau souple, déforma 11e sous l'effet de la pression hydraulique appliquée sur son enveloppe externe. Il en résulte use réduction de la lumière d'écoulement du tube capillaire propor ticnnelle à l'intensité de ladite pression. Cette réduction se traduit par une régulation du débit d'eau s'échappant à chaque orifice et ceci, quelle que soit la pression exercée par l'eau dans ces orifices
Cependant un tel système se révèle peu filable et offre par son encombrement une retenue à l'écoulenient du liquide à l'intérieur du tuyau porteur.De plus, de par sa nature composite, ce système d'avère d'un prix de revient élevé.A third system consists in producing a laminar flow through a capillary tube, extending transversely inside the water supply pipes or support pipes and one of the walls of which is made of a flexible material, deformed 11th under the effect of the hydraulic pressure applied to its external envelope. This results in a reduction in the flow light from the capillary tube proportional to the intensity of said pressure. This reduction results in a regulation of the flow of water escaping from each orifice, regardless of the pressure exerted by the water in these orifices.
However, such a system proves to be difficult to wire and, by its size, retains the flow of liquid inside the carrier pipe. In addition, by its composite nature, this system proves to be a high cost price. .

Finalement, un principe connu depuis longtemps et utile sé pour réguler le débit d'un fluide dans une conduite confis à interposer dans cette dernière une membrane élastique, courrée, face concave orientée vers l'aval et percée axialement d'un orifice caliers. La différence de pression entre l'amont et l'aval de la conduite, donc de part et d'autre de la mem- urane, modifie le rayon de courbure de cette dernière, entrai- nant une obturation plus ou moins importante de orifice ca libre et par conséquent, une régulation du débit
L'originalité d'une application de ce principe consiste à assimiler la membrane élastique perforée à une portion de la paroi du tuyau porteur.Ce dernier sera, à cet effet, profilé dans un matériau souple et selon une section présentant une protubérance apparente, définissant la concavité de la membrane. Une variante, adoptée pour les matériaux rigides, consiste à disposer un insert élastique dans les orifices ménagés dans l'enveloppe du tuyau porteur et jouant le même rôle que la membrane élastique.Finally, a principle which has been known for a long time and which is useful for regulating the flow of a fluid in a pipe, to interpose in the latter a resilient, curved membrane, concave face oriented downstream and axially pierced with a wedge orifice. The difference in pressure between the upstream and downstream of the pipe, therefore on both sides of the membrane, modifies the radius of curvature of the latter, resulting in a more or less significant obturation of orifice ca free and therefore flow regulation
The originality of an application of this principle consists in assimilating the perforated elastic membrane to a portion of the wall of the support pipe. The latter will, for this purpose, be profiled in a flexible material and according to a section having an apparent protuberance, defining the concavity of the membrane. A variant, adopted for rigid materials, consists in placing an elastic insert in the orifices provided in the envelope of the support pipe and playing the same role as the elastic membrane.

Cependant, dans la pratique, un tel dispositif ne répond pas aux exigences de l'arrosage dit "goutte à goutte" comme défini au dé Lut du présent mémoire. En effet
- il nécessite des matériaux soit souples, soit rigides qui constituent une exception dans l'irrigation puisque celle- ci met en oeuvre des matériaux semi-rigides, enroulables ;
- il est dépendant pour sa régularité et sa fiabilité de la qualité du trou percé dans l'enveloppe du tuyau porteur, par exemple : variabilité de l'épaisseur du tuyau, bavures, déformation et centrage des trous généralement pratiqués sur place avec des moyens rudimentaires ;
- il 1 ne prente aucune p otction centre le fouchoce pr projection ou par intrusion lors (es manipulations du tuyau, ce qui peut empêcher complètement son fonctionnement
- il est sujet à l'arrachement lors des manipulations
- et enfin, il ne dis tri bue pas l'eau aux points précis oti est aménagé le dispositif car il projette un jet continu de plusieurs metres aux pressions normales d'utilisation
Les différents systèmes exposés ci dessus présentent des inconvénients majeurs.Ainsi, ils ne régulent pas dans des plages étendues de pression, ce qui en limite le champ d'application , et ils exigent la mise en oeuvre de procédés de fabrication coûteux et peu fiables.However, in practice, such a device does not meet the requirements of so-called "drip" watering as defined in the description of this specification. Indeed
- It requires either flexible or rigid materials which constitute an exception in irrigation since the latter uses semi-rigid, rollable materials;
- It is dependent for its regularity and reliability on the quality of the hole drilled in the envelope of the carrier pipe, for example: variability of the thickness of the pipe, burrs, deformation and centering of the holes generally practiced on site with rudimentary means ;
- It 1 takes no otction center fouchoce projection or intrusion during (manipulations of the hose, which can completely prevent its operation
- it is subject to tearing during handling
- and finally, it does not say that it is drinking water at specific points oti is fitted out the device because it projects a continuous jet of several meters at normal pressures of use
The various systems described above have major drawbacks. They therefore do not regulate over wide pressure ranges, which limits their field of application, and they require the implementation of costly and unreliable manufacturing methods.

La présente invention se propose de fournir un dispositif d'arrosage ayant une membrane apte à assurer une régulation du débit de liquide délivré, en l'absence des défauts cidessus évoqués
Un objectif de l'invention est en particulier d'étendre considérablement la plage des pressions à l'intérieur de laquelle le dispositif d'arrosage peut être utilisé de fan satisfaisante et d'en améliorer la précision.The present invention proposes to provide a sprinkler device having a membrane capable of regulating the flow of liquid delivered, in the absence of the above-mentioned defects
An object of the invention is in particular to considerably extend the range of pressures within which the sprinkler device can be used with a satisfactory fan and to improve its precision.

Un autre objectif est de simplifier la fabrication du dispositif d'arrosage et l'assemblage de la membrane. Another objective is to simplify the manufacture of the sprinkler device and the assembly of the membrane.

A cet effet,.le dispositif d'arrosage visé par l'invention est du type comprenant
- un corps évidé intérieurement pour délimiter une chamtre interne s'ouvrant d'un coté et de l'autre dudit corps par des lumière d'admission du liquide et lumière de sortie de celui-ci, ce corps étant pourvu extérieurement à sa périphérie de moyens lui permettant d'être fixé dans l'orifice d'un conduit d'amenée de liquide
- et une membrane élastique déformable, à faces parallèl - les disposée dans la chambre interne du corps de faon à la diviser en deux compartiments amont et aval dans lesquels détouchent respectivement la lumière d'admission de liquide et la lumière de sortie . Cette membrane est percée, en son centre de préférence, par un ajutage calibré dont la section peut varier lors de ses déformations. Cette variation de l & section liée aux variations de la pression amont permet de maintenir un débit constant quelle que soit la pression dans la plage de fonctionnement normal du dispositif d'arrosage.To this end, the sprinkler device targeted by the invention is of the type comprising
a body internally hollowed out to delimit an internal chamber opening on one side and the other of said body by means of inlet for liquid and outlet of said body, this body being provided externally at its periphery with means allowing it to be fixed in the orifice of a liquid supply duct
- And a deformable elastic membrane, with parallel faces - arranged in the internal chamber of the body so as to divide it into two upstream and downstream compartments in which the liquid inlet light and the outlet light respectively stand out. This membrane is preferably pierced, in its center, by a calibrated nozzle whose cross section can vary during its deformations. This variation in section linked to variations in the upstream pressure makes it possible to maintain a constant flow whatever the pressure in the normal operating range of the sprinkler device.

Le dispositif d'arrosage conforme à la présente invention est caractérisé en ce que
- le compartiment aval du corps est délimité par une paroi qui peut notamment être conique, convergeant depuis la membrane élastique jusque vers la lumière de sortie et agencez pour servir d'appui à ladite membrane au cours des déformations de celle ci
- ladite paroi convergente est munie, en son centre de préférence, d'un puits débouchant indirectement vers la lumiè- re de sortie, de sorte qu'il trise le jet issu de l'ajutage calibré formé dans la membrane et permet un écoulement sans projection
Ainsi, dans le dispositif d'arrosage de l'invention, le liquide s'écoule par l'ajutage foré dans la membrane. Lorsque la pression est nulle, la membrane est plane et repose sur la paroi convergente par sa périphérie et l'ajutage est cylindrique.Sous l'effet de la pression, la membrane se déforme et vient s'appuyer plus ou moins complètement sur la paroi conver -gente du corps, selon que la pression est respectivement plus forte ou plus faible . Ainsi, par exemple
- Sous une pression p la force exercée sur la membrane est f; la section libre de la membrane est S et son diamètre libre est D
- Sous une pression P la force exercée sur la membrane est
F ; la section litre de la membrane diminue et devient s et le diamètre libre diminue et devient d
Si la pression P est double de p, on peut écrire à une cons
S tante près que s = 2 , donc # # D 2
4 x d2 = 4 x , d'où d = D
#2
Cela signifie que lorsque la pression double, le diamètre litre de la membrane est seulement divisé par ff . Ceci explique l'étendue de la plage de régulation
Les caractéristiques d'élasticité de la membrane sont prévues, en conjonction avec l'angle de conicité de la paroi convergente de fapn que les positions extrêmes de la membrane soient obtenues pour les valeurs extrêmes de pression corres pondant a la plage de fonctionnement désiré du dispositif
D'autres caractéristiques, luts et avantages de l'inven tion se dégageront de la description qui suit en référence au dessin annexé qui illustre l'invention et présente un exemple de rEalisation de celle-ci ; ce dessin, qui fait partie intégrante de la présente description, est une vue en coupe longs udinale à échelle dilatée d'un tuyau porteur 1 dans lequel est fixé un dispositif d'arrosage 2' conforme à l'invention
Ce dispositif d'arrosage est constitué par deux pièces un corps 3' et une membrane élastique 7' ouverte selon un ajutage calibré 8'
Le corps 3' est réalisé en une seule piece par injection en matière synthétique .Il présente une forme générale cy lindrique et est pourvu extérieurement
- d'une rainure périphérique 5' pour permettre de l'en chasser dans un orifice de dimension appropriée ménagé dans le tube d'amenée de 1aqunde 1
- et d'une jupe périphérique 6
De plus, ce corps 3' est évidé intérieurement pour délimiter une chambre dans laquelle est disposée une membrane a faces parallèles 7'.Cette dernière sépare ladite chambre en cieux compartiments : compartiment amont 4', qui découche a l'extérieur du corps par une lumière d'admission du liquide 12 et compartiment aval 14, qui débouche par une lumière de sortie du liquide 13
Le compartiment aval 14 est délimité par une paroi 11', de forme sensiblement tronconique, convergeant depuis la memurane à faces parallèles 7' jusque vers la lumière de sortie 13 et agencée pour servir d'appui à la membrane 7' au cours des déformations de celle . The sprinkler device according to the present invention is characterized in that
- the downstream compartment of the body is delimited by a wall which can in particular be conical, converging from the elastic membrane as far as the exit lumen and arrange to serve as a support for said membrane during the deformations thereof.
- Said converging wall is preferably provided, in its center, with a well opening indirectly towards the exit lumen, so that it screens the jet coming from the calibrated nozzle formed in the membrane and allows a flow without projection
Thus, in the sprinkler device of the invention, the liquid flows through the nozzle drilled in the membrane. When the pressure is zero, the membrane is flat and rests on the converging wall by its periphery and the nozzle is cylindrical. Under the effect of the pressure, the membrane deforms and comes to rest more or less completely on the wall. convergent of the body, depending on whether the pressure is respectively higher or lower. So for example
- Under pressure p the force exerted on the membrane is f; the free section of the membrane is S and its free diameter is D
- Under a pressure P the force exerted on the membrane is
F; the liter section of the membrane decreases and becomes s and the free diameter decreases and becomes d
If the pressure P is double of p, we can write to a cons
S aunt close that s = 2, so # # D 2
4 x d2 = 4 x, hence d = D
# 2
This means that when the pressure doubles, the liter diameter of the membrane is only divided by ff. This explains the extent of the regulation range
The elasticity characteristics of the membrane are provided, in conjunction with the taper angle of the converging wall so that the extreme positions of the membrane are obtained for the extreme pressure values corresponding to the desired operating range of the device.
Other characteristics, struggles and advantages of the invention will emerge from the description which follows with reference to the appended drawing which illustrates the invention and presents an example of realization thereof; this drawing, which is an integral part of this description, is a long sectional udinal section on an expanded scale of a support pipe 1 in which is fixed a sprinkler device 2 'in accordance with the invention
This sprinkler device is made up of two parts, a body 3 'and an elastic membrane 7' open with a calibrated nozzle 8 '
The body 3 'is made in one piece by injection in synthetic material. It has a generally cylindrical shape and is provided externally
- a peripheral groove 5 'to allow it to be expelled into an orifice of appropriate size formed in the supply tube of 1 aqunde 1
- and a peripheral skirt 6
In addition, this body 3 ′ is hollowed out internally to delimit a chamber in which is arranged a membrane with parallel faces 7 ′. This latter separates said chamber into two compartments: upstream compartment 4 ′, which opens out to the exterior of the body by a liquid inlet light 12 and downstream compartment 14, which opens out through a liquid outlet light 13
The downstream compartment 14 is delimited by a wall 11 ′, of substantially frustoconical shape, converging from the memurane with parallel faces 7 ′ up towards the exit lumen 13 and arranged to serve as a support for the membrane 7 ′ during the deformations of that .

L'angle de conicité de la paroi 11' permet, dans cette forme de réalisation de l'invention, en conjonction avec les caractéristiques d'élasticité de la membrane 7', de réguler le débit d'émission de liquide par l'ajutage 8'. The angle of taper of the wall 11 ′ allows, in this embodiment of the invention, in conjunction with the elasticity characteristics of the membrane 7 ′, to regulate the rate of emission of liquid by the nozzle 8 '.

Avantageusement, la paroi 11' est ouverte, dans une zone annulaire 1l'a,déportée par rapport a l'axe de l'ajutage calibré 8' de la membrane élastique 7', pour briser le jet d'émission du liquide s'échappant par ledit ajutage
Bien entendu l'exemple de réalisation ci dessus décrit et représenté permet d'envisager d'autres modes et d'autres formes d'exécution de l'invention dans le cadre défini par les termes des revendications qui suivent Advantageously, the wall 11 ′ is open, in an annular zone 1′a, offset relative to the axis of the calibrated nozzle 8 ′ of the elastic membrane 7 ′, in order to break the jet of emission of the escaping liquid by said nozzle
Of course the embodiment described and described above allows other modes and other embodiments of the invention to be envisaged within the framework defined by the terms of the claims which follow.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Dispositif d'arrosage du type "goutte a goutte destiné à être fixé sur un conduit d'amenée de liquide)per- ce d'un orifice approprié, ce dispositif d'arrosage comprenant 1. Watering device of the “drop by drop type intended to be fixed on a liquid supply pipe), piercing with a suitable orifice, this sprinkling device comprising un corps (3') évidé intérieurement pour délimiter une chambre interne s'ouvrant d'un coté et de l'autre du corps par des lumière d'admission du liquide (12) et lumiè- re de sortie du liquide (13), ce corps étant pourvu extérieurement à sa périphérie d'une rainure (5') lui permettant d'être fixé sur l'orifice du conduit (I)  a body (3 ′) hollowed out internally to delimit an internal chamber opening on one side and the other of the body by means of liquid inlet port (12) and liquid outlet port (13), this body being provided externally at its periphery with a groove (5 ') allowing it to be fixed on the orifice of the conduit (I) et une membrane élastique (7') disposée dans la chambre interne du corps de faon a la diviser en deux compartiments amont (4') et aval (14) dans lesquels débouchent respectivement la lumière d'admission (12) et la lumière de sortie (13) and an elastic membrane (7 ') arranged in the internal chamber of the body so as to divide it into two upstream (4') and downstream (14) compartments into which the inlet light (12) and the outlet light respectively emerge (13) ledit dispositif d'arrosage étant caractérisé en ce que said sprinkler device being characterized in that . ladite membrane élastique (7') comporte deux faces parallèles et est percée, en son centre de préférence, par un ajutage calibré (8') dont la section peut varier lors de ses déformatior.s sous l'effet de la pression ;; . said elastic membrane (7 ') has two parallel faces and is pierced, in its center preferably, by a calibrated nozzle (8') whose section can vary during its deformation under the effect of pressure; le compartiment aval (14) est délimité par une paroi (11') du corps, convergeant depuis la membrane à faces parallèles (7') jusque vers la lumière de sortie (13) et agencée pour servir d'appui à la membrane (7') au cours des déformations de celle ci the downstream compartment (14) is delimited by a wall (11 ') of the body, converging from the membrane with parallel faces (7') as far as the exit lumen (13) and arranged to serve as a support for the membrane (7 ') during its deformations 2. Dispositif d'arrosage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi convergente (11') présente une forme sensiblement tronconique 2. Sprinkler device according to claim 1, characterized in that the converging wall (11 ') has a substantially frustoconical shape 3. Dispositif d'arrosage selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la paroi convergente (11') est ouverte dans une zone annulaire (Il'a) déportée par rapport à l'axe de l'ajutage calibré (8') de la susdite membrane élastique pour triser le jet d'émission du liquide s'échappant par ledit ajutage 3. Sprinkler device according to claims 1 and 2, characterized in that the converging wall (11 ') is open in an annular zone (Il'a) offset relative to the axis of the calibrated nozzle (8' ) of the said elastic membrane for screening the emission jet of the liquid escaping through said nozzle 4. Dispositif d'arrosage selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le corps évidé (3') est pourvu extérieuremerlt d'une jure périsnérigue (6')  4. Sprinkler device according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the hollow body (3 ') is provided exteremerlt with a perisnérigue swear (6') 5. Dispositif d'arrosage selon les rcvcndications 1, 2, 3 et 4 prises ensemble, caractérisé en ce que le susdit corps évidé (3') la susdite paroi convergente (11') et la susdite jupe (6'), sont fa çnnEs d'un seul tenant dans un matériau homogène  5. Sprinkler device according to rcvcndications 1, 2, 3 and 4 taken together, characterized in that the aforesaid hollow body (3 ') the above converging wall (11') and the above skirt (6 '), are fa all in one piece in a homogeneous material