FR2957533A1 - Dispositif de dosage et de melange controles de plusieurs substances liquides actives - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet un dispositif automatique ou semi-automatique de dosage et de mélange contrôlés de plusieurs substances liquides actives. Ce dispositif comprend, d'une part, des moyens de prélèvement sélectif de ces substances dans des réservoirs correspondants, d'autre part, des moyens de transfert fluidique, et, enfin, des moyens de dosage, de mélange et de dilution des quantités de substance(s) liquide(s) prélevé(s) et transféré(s), ledit dispositif comprenant en outre une unité de commande et de gestion contrôlant les moyens de prélèvement et de transfert et associée à des moyens de mesure et à des moyens de contrôle de la circulation des fluides dans le dispositif du type vannes. Dispositif (1) caractérisé en ce que les moyens de mesure comprennent, d'une part, un moyen (7) de mesure, avantageusement à utilisation séquentielle, d'un volume élémentaire de substance liquide concentrée prélevée et devant être mélangé et/ou dilué et, d'autre part, un moyen (8) de mesure continue du volume final de la solution dosée obtenue par dilution, après dosage, de la substance liquide concentrée ou du mélange de substances liquides concentrées.

Description

DESCRIPTION

La présente invention concerne le domaine des équipements domestiques, voire professionnels, pour le dosage de mélanges liquides, en particulier les liquides pour les plantes, les végétaux et plus généralement à usage horticole, et a pour objet un dispositif de dosage et de mélange contrôlés de plusieurs substances liquides actives, en particulier pour des applications répétées suivant un programme ou un calendrier déterminé et précis. Avec l'occurrence et le développement de l'économie des loisirs, avec les nouvelles générations du troisième âge en pleine expansion, avec des villes de plus en plus bétonnées, et avec la nécessité vitale d'un environnement végétal de loisir et d'agrément, les marchés des plantes d'appartement et du jardinage de loisir sont en plein essor sur le plan mondial. La passion et le plaisir de personnaliser son espace, la diversité des cultures et les besoins propres et spécifiques liés à chacune des espèces végétales induisent et induiront des contraintes et des astreintes qui se multiplieront. La prise de conscience du respect de l'environnement favorise l'utilisation d'engrais et de fertilisants biologiques, souvent disponibles sous forme concentrée, voire fortement concentrée pour limiter l'encombrement et le conditionnement. Les espèces végétales ont des besoins saisonniers, et périodiques d'apports divers pour se nourrir, croître, se défendre et favoriser leur développement. D'un côté, il existe, dans le commerce, des dispositifs qui permettent l'arrosage précis et programmé des plantations. Il existe, au plan industriel ou chez les professionnels de l'agriculture, des systèmes de distribution et d'épandage sur les cultures étendues. D'un autre côté, il existe, au niveau des particuliers, un besoin non satisfait pour automatiser le dosage et la distribution d'engrais spécifiques et variés pour permettre d'aboutir à une bonne application (dosage, période, durée) de ces produits et diminuer l'astreinte liée à la diversité simultanée des cultures et de leurs besoins différentiés. Il en résulte une demande pour un système ou un dispositif permettant de favoriser l'application simple, au moins en semi-automatique, voire en automatique, des apports nutritionnels spécifiques et périodiques -2- d'une grande diversité d'espèces végétales dans les environnements de particuliers et des professionnels de petites et moyennes entreprises. Le domaine d'application visé concerne plus particulièrement la consommation et les besoins des particuliers en matière d'engrais liquides biologiques et de tous les autres produits liquides utilisés pour la croissance et l'entretien des plantes d'intérieur, balcons, terrasses, murs végétaux, jardins et espaces verts d'agrément et d'ornement. A cela s'ajoutent les petites serres d'amateurs, passionnés de plantes et végétaux divers, ainsi que les petites et moyennes entreprises comportant un grand nombre de plantes dans leurs locaux. Un tel dispositif ou système devra être aisé à utiliser, de construction peu complexe, adaptable, précis et fiable, peu encombrant et d'un prix de revient relativement faible. Les différents types d'engrais et de produits complémentaires sont de plus en plus délivrés sous la forme de produits liquides concentrés. Les fabricants se concurrencent afin de trouver les formes qui permettent la meilleure ergonomie d'utilisation. Ces ajustements, certes indispensables pour les fabricants de produits, ne répondent que très partiellement aux problématiques suivantes : - astreinte à doser plusieurs produits, - astreinte à distribuer plusieurs produits à plusieurs espèces végétales, - astreinte à appliquer des doses, des périodes et des durées différentes.

En outre, la précision et l'optimisation ne peuvent souvent pas être satisfaites et respectées sur le long terme par des particuliers. En vue de répondre aux besoins exprimés ci-dessus et de pallier les limitations des dispositifs et systèmes existants, la présente invention a pour objet un dispositif automatique ou semi-automatique de dosage et de mélange contrôlés de plusieurs substances liquides actives, notamment de substances nutritionnelles ou fertilisantes concentrées destinées à des végétaux. Ce dispositif comprend, d'une part, des moyens de prélèvement sélectif de ces substances dans des réservoirs correspondants, d'autre part, des moyens de transfert fluidique composés d'au moins une ligne de circulation de fluide et d'au moins un organe actif de déplacement de liquide, et, enfin, des moyens de dosage, de mélange et de dilution des -3- quantités de substance(s) liquide(s) prélevé(s) et transféré(s), ledit dispositif comprenant en outre une unité de commande et de gestion, préférentiellement associée à une interface de communication et de programmation, contrôlant les moyens de prélèvement et de transfert et associée à des moyens de mesure et à des moyens de contrôle de la circulation des fluides dans le dispositif du type vannes, dispositif caractérisé en ce que les moyens de mesure comprennent, d'une part, un moyen de mesure, avantageusement à utilisation séquentielle, d'un volume élémentaire de substance liquide concentrée prélevée et devant être mélangé et/ou dilué et, d'autre part, au moins un moyen de mesure et/ou de détermination de la quantité, préférentiellement du volume, finale de la solution dosée obtenue par dilution, après dosage, de la substance liquide concentrée ou du mélange de substances liquides concentrées.

L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est un schéma synoptique et fonctionnel d'un dispositif de dosage et de mélange contrôlés de plusieurs substances liquides actives selon un mode de réalisation préféré de l'invention ; les figures 2A et 2B sont des représentations schématiques des deux parties complémentaires constitutives du dispositif représenté globalement sur la figure 1, selon un mode de réalisation pratique de l'invention ; la figure 3 est une représentation schématique d'un mode de réalisation du moyen de mesure de volumes élémentaires faisant partie du dispositif selon l'invention ; les figures 4A et 4B sont des vues en élévation latérale de deux 30 variantes de réalisation d'un moyen de raccordement polyvalent faisant partie du dispositif selon l'invention ; la figure 5 est une vue en élévation latérale et par transparence du moyen de raccordement en place dans un réservoir de substances liquides, et, 35 la figure 6 est un schéma synoptique et fonctionnel similaire à celui de la figure 1 d'une variante de réalisation d'un dispositif selon l'invention. -4- La figure 1 représente de manière symbolique un dispositif 1 automatique ou semi-automatique de dosage et de mélange contrôlés de plusieurs substances liquides actives, notamment de substances nutritionnelles ou fertilisantes concentrées destinées à des végétaux.

Ce dispositif 1 comprend, d'une part, des moyens de prélèvement sélectif de ces substances dans des réservoirs ou contenants 2 correspondants, d'autre part, des moyens de transfert fluidique composés d'au moins une ligne 3 de circulation de fluide et d'au moins un organe actif 4 de déplacement de liquide, et, enfin, des moyens de dosage, de mélange et de dilution des quantités de substance(s) liquide(s) prélevé(s) et transféré(s). Ce dispositif 1 comprend en outre une unité 5 de commande et de gestion, préférentiellement associée à une interface 6 de communication et de programmation, contrôlant les moyens 3, 4, 11, 11', 13, 15, 23, 23' de prélèvement et de transfert et associée à des moyens de mesure 7 et à des moyens de contrôle de la circulation des fluides dans le dispositif du type vannes 12, 14, 15' et 19. Conformément à l'invention, les moyens de mesure comprennent, d'une part, un moyen 7 de mesure, avantageusement à utilisation séquentielle, d'un volume élémentaire de substance liquide concentrée prélevée et devant être mélangé et/ou dilué et, d'autre part, au moins un moyen 8 de mesure et/ou de détermination de la quantité, préférentiellement du volume, finale de la solution dosée obtenue par dilution, après dosage, de la substance liquide concentrée ou du mélange de substances liquides concentrées.

Ces dispositions permettent d'aboutir à une grande précision de mesure par l'intermédiaire d'un moyen simple à mettre en oeuvre, adaptable à des volumes variés et réalisant une double mesure, à savoir, de la substance active et du produit dilué prêt à l'emploi. Divers modes de réalisation du moyen 7 de mesure séquentielle 30 d'un volume élémentaire de substance liquide concentrée peuvent être envisagés. Toutefois, en accord avec une variante de réalisation préférée, ressortant notamment de la figure 3, ce moyen 7 consiste en un moyen de mesure volumétrique à détection optique, préférentiellement un 35 microvolumètre optoélectronique, principalement constitué par un récipient tubulaire calibré 9 en un matériau transparent, équipé d'un détecteur 10 -5- optoélectronique de niveau et de moyens 11, 11', 12, 13, 14, 15, 15', 16, 16' d'alimentation et d'évacuation. Selon une variante de réalisation pratique avantageuse du moyen 7, le détecteur optoélectronique 10 monté sur le récipient 9 est du type infrarouge et comprend un émetteur 10' et un récepteur 10" situés de part et d'autre dudit récipient tubulaire 9 et à un emplacement axial correspondant au volume élémentaire à mesurer, ledit détecteur 10 étant apte à détecter la présence d'un ménisque entre émetteur 10' et récepteur 10".

En outre, les moyens d'alimentation comprennent, d'une part, un premier tube ou tuyau 11 relié à la ligne 3 de circulation de fluide des moyens de transfert fluidique, préférentiellement par l'intermédiaire d'une vanne 12 de contrôle d'entrée, et dont la sortie 11' est en contact avec la paroi latérale du récipient tubulaire 9, en partie supérieure de ce dernier, notamment au-dessus du détecteur optoélectronique 10 et, d'autre part, un second tube ou tuyau 13 débouchant au niveau de l'extrémité supérieure du récipient tubulaire 9 et pouvant être relié, par l'intermédiaire d'une vanne 14 correspondante, sélectivement à un réservoir 2' de liquide de lavage, correspondant préférentiellement au liquide de dilution, ou à l'atmosphère.

Afin de garantir un maintien ferme des tubes 11, 13 et 15 et une étanchéité performante au niveau des ouvertures aux deux extrémités supérieure et inférieure du récipient 9, il est prévu selon l'invention, que les premier et second tubes ou tuyaux 11, 13 des moyens d'alimentation et le tube ou tuyau 15 formant le moyen ou la ligne d'évacuation du récipient tubulaire calibré 9 sont solidarisés mécaniquement et raccordés de manière étanche audit récipient 9 par des pièces 16, 16' formant bouchons et équipées de joints d'étanchéité 17, 17', une vanne de sortie 15' étant associée à la ligne d'évacuation. Bien que différentes solutions peuvent être envisagées pour réaliser le mesure continue du volume de la solution dosée obtenue par dilution, il est avantageusement prévu que le moyen 8 consiste en une balance électronique sur le plateau 8' de laquelle repose le récipient 18 destiné à contenir ladite solution finale, aboutissant ainsi à une solution simple et précise mettant en oeuvre un équipement standard du commerce.

La mesure délivrée par la balance électronique 8 est transmise à l'unité de commande et de gestion 5 et utilisée par cette dernière en tant -6- qu'information de contrôle pour commander la vanne (V9 sur la figure 1) d'admission d'eau de dilution dans le récipient 18. Ce dernier, qui est positionné à un emplacement prédéterminé sur la balance 8, est par conséquent alimenté par deux embouts ou becs de déversement 30 dont l'un est relié à la ligne d'alimentation en eau de dilution précitée et l'autre au tube 15 d'évacuation du récipient tubulaire 9. Conformément à une caractéristique de l'invention, ressortant de la figure 1, les moyens de prélèvement sélectif comprennent, pour chaque réservoir 2 de substance active liquide concentrée, une vanne 19 à très faible volume mort, et l'ensemble 19" de ces vannes 19 sont assemblées en cascade et mutuellement interconnectées au niveau de leurs sorties par un canal 19' de collecte et de distribution unique. Préférentiellement, les corps des vannes 19 formant l'ensemble précité de distribution multivoies 19" sont réalisés dans un unique bloc de matière 20, dans lequel est également ménagé le canal de collecte et de distribution 19'. En outre, l'ensemble de distribution multivoies 19" comprend également, d'une part, une vanne 19 dont l'entrée est reliée à un réservoir 2' de liquide de dilution et de lavage et, d'autre part, une vanne 19 dont l'entrée est reliée à l'atmosphère, ces deux vannes 19 étant situées respectivement en avant-dernière et en dernière position par rapport à la sortie 20' du canal 19' de collecte et de distribution dans l'arrangement de vannes 19 reliées successivement audit canal 19'. En vue de pouvoir prélever les substances actives liquides d'un nombre important de réservoirs différents, les moyens de prélèvement peuvent comprendre au moins un second ensemble 22 de distribution multivoies, formé par au moins un second ensemble de vannes 19 assemblées en cascade, mutuellement interconnectées au niveau de leurs sorties par un canal 19' de collecte et de distribution et dont les corps de vannes sont également réalisés dans un unique bloc de matière 20, la sortie 20' du canal de collecte et de distribution 19' de ce second ensemble 22 de vannes 19 étant avantageusement reliée au canal de collecte et de distribution 19' du premier ensemble 19" de vannes 19, préférentiellement entre la sortie 20' de ce dernier canal 19' et la première vanne 19 de l'arrangement de vannes formant ledit premier ensemble 19" de vannes.

Les ensembles 19" et 22 de distribution multivoies peuvent par exemple être du type décrit dans le document FR 2 664 671, ou être basés sur une technologie équivalente connue de l'homme du métier. -7- Afin de pouvoir utiliser des réservoirs 2 de taille, de forme et d'ouverture variées, et prélever les substances liquides dans des conditions optimales, en particulier en ce qui concerne l'homogénéité, les moyens de prélèvement peuvent comprendre, pour chaque réservoir 2 de substance active liquide concentrée, sous la forme d'un contenant du type flacon, bouteille ou analogue, un moyen 23 de raccordement polyvalent et multifonctionnel constitué par un corps structurel 23' formant bouchon universel et traversé par un premier tube 24 alimenté en gaz de bullage, préférentiellement en air sous pression, et par un second tube 24' pour l'aspiration de la substance liquide contenue dans le réservoir 2 concerné (Fig. 5). Le corps structurel 23' formant "bouchon universel" peut par exemple consister en un corps creux de forme allongée et effilée en direction de l'extrémité introduite dans le réservoir considéré 2 et comporte des moyens 25 de support et de maintien des deux tubes 24 et 24' qui le traversent, les extrémités de ces derniers étant pourvues de filtres 24". En accord avec deux variantes de réalisation pratiques possibles pour le corps structurel 23', ce dernier peut être soit constitué par deux parties tronconiques contiguës (26, 26') présentant des angles aux sommets différents (Fig. 4A), soit présenter une forme extérieure globalement tronconique et à constitution étagée ou à gradins (Fig. 4B), chaque gradin pouvant lui-même avoir une forme tronconique. La face extérieure du corps 23' peut éventuellement être recouverte d'une couche en un matériau résilient ou caoutchouteux, ou pour la variante de la figure 4B comporter un joint de compression, par exemple torique ou autre, au niveau de chacun des gradins. Conformément à une construction physique possible pour le dispositif 1 selon l'invention, illustrée aux figures 2A et 2B, ce dernier est principalement constitué de deux modules (27, 29) reliés entre eux, à savoir : - un premier module 27 sous la forme d'un boîtier à structure en C avec une première partie inférieure 28 formant embase et renfermant le moyen de mesure continue 8 sous forme de balance électronique, une seconde partie médiane 28' formant montant structurel et renfermant avantageusement l'organe actif 4, le volumètre 7 et les ensembles de vannes 19", 22 faisant partie des moyens de prélèvement sélectif et de transfert, une troisième partie supérieure 28" en forme d'aile, située à distance au-dessus -8- de l'embase 28, portant l'interface 6 de communication et de programmation et renfermant l'unité 5 de commande et de gestion, les moyens de transfert fluidique et de prélèvement sélectif étant répartis entre les seconde et troisième parties 28', 28", et, - un second module 29 (représenté schématiquement et partiellement par transparence sur la figure 2B) sous la forme d'un support ou d'un caisson de rangement pour les réservoirs ou contenants 2, 2', comprenant un boîtier supérieur ou couvercle 29' intégrant une partie complémentaire 3, 23 des moyens de prélèvement et de transfert, ainsi que des moyens 21 d'homogénéisation par bullage des substances liquides présentes dans lesdits réservoirs 2, 2'. Selon une autre variante de réalisation de l'invention ressortant de la figure 6, le dispositif 1 peut également comporter un moyen 32 de distribution sélective des substances liquides actives prélevées dans les contenants 2 et quantifiées par le moyen de mesure 7 sous la forme d'un ensemble de vannes 19 assemblées en cascade et mutuellement interconnectées au niveau de leurs entrées par un canal 19' d'alimentation unique relié fluidiquement à la sortie du moyen de mesure 7 volumétrique élémentaire et à chaque sortie de vanne 19 est associé un moyen de détermination de la solution dosée obtenue par dilution, séquentiellement dans des contenants distincts ou de manière continue par injection dans un ou des flux liquide(s) circulant(s). La structure de cette variante est similaire à celle de la figure 1, à l'exception du moyen 8 et du contenant 18.

En effet, dans la variante selon la figure 6, la sortie du dispositif 1 est multiple et peut se présenter sous différentes formes. Ainsi, chacune des sorties peut, soit aboutir à un contenant 18 associé à un moyen de mesure 8 individuel et séquentiel, par exemple par pesée comme dans l'autre mode de réalisation de l'invention, soit déboucher dans un circuit de distribution à débit contrôlé d'un fluide d'irrigation et de nutrition (non représenté). La commande du bloc 32 de vannes 19 s'effectue de manière similaire aux autre blocs de vannes 19" et 22, en étant adaptée à sa configuration inversée et à sa fonction spécifique.

Dans la description qui suit, une réalisation pratique de construction et de fonctionnement d'un dispositif selon le mode de -9- réalisation préférée de l'invention est évoquée plus en détails, à titre illustratif et non limitatif, et en relation avec les figures 1 et 2 notamment. Le dispositif 1 de base (avec uniquement le bloc de vannes 19") consiste, par exemple, en un doseur/sélecteur/mélangeur de quatre produits (sélection parmi quatre produits) et comprend un canal de rinçage. Il peut, par exemple, être calibré et programmé pour délivrer des volumes compris entre 1 et 5 ml par exécution de 1 à 5 fois le cycle de base. Le volume distribué sera directement mélangé à 1 litre d'eau par exemple. Comme le montrent les figures 1 et 2, la diversité des produits et substances à mélanger peut être très aisément augmentée en doublant le bloc de sélection 19", avec un second bloc 22 (dans l'exemple de la figure 1, huit produits différents peuvent être sélectionnés). En relation avec la figure 1, le dispositif 1 comprend plus précisément : - Un bloc 19" de six électrovannes 19 dont les quatre premiers éléments, v1 à v4, sont utilisés pour sélectionner un produit parmi quatre produits (produit A à produit D). La vanne v5 est dévolue au lavage du circuit de distribution et de mesure, la vanne v6 permet d'instiller de l'air pour purger, de son contenu liquide, l'ensemble du circuit fluidique de distribution des produits, soit le bloc de vannes 19" lui-même, la micro-pompe 4 d'aspiration ainsi que le microvolumètre de mesure 7 et l'ensemble du circuit fluidique qui lui est associé. Ces éléments sont plus précisément décrits ci-après. - Un second bloc 22, de quatre électrovannes, peut être associé 25 au précédent pour créer un ensemble capable de distribuer huit produits différents (produit A à produit H). - La sortie du/des bloc de vanne est relié à un moyen de mesure volumétrique 7 capable de mesurer 1 ml avec une précision de 1% soit 10 µl. Ce moyen fera l'objet d'une description spécifique ci-après. 30 - La sortie du microvolumètre 7 débouche dans un récipient 18 ou réceptacle gradué pour trois litres d'un cocktail de produits prêts à l'emploi. - Une vanne d'eau (V9) contrôle la distribution du volume d'eau pour satisfaire aux besoins programmés pour 1 litre, 2 litres ou 3 35 litres de mélange produits-eau. - 10 - - La mesure des volumes (1 litre, 2 litres ou 3 litres) est assurée par une balance 8 du type ménagère dont la précision relative est de l'ordre du gramme pour un kilogramme. - Un dispositif accessoire constitué d'une pompe à air 21, type aquarium (100 1 à 400 1/heure) assure, par bulles d'air, l'homogénéité du contenu de chacun des produits dans leur flacon ou réservoir 2 analogue. - Tous ces éléments constitutifs du dispositif sont pilotés au moyen d'un contrôleur électronique micro-informatisé formant unité de commande et de gestion 5. - Le dialogue homme-machine se fait par l'intermédiaire, par exemple, de quatre touches 31 dont la fonctionnalité est affichée sur un écran 31' à cristaux liquides de quatre lignes de vingt caractères. Le choix des programmes, la sélection des produits et de leurs paramètres de distribution, ainsi que toutes les autres fonctions sont affichées sur ce même écran. Pour délivrer un produit prêt à l'emploi, soit de 1 à 5 ml d'un produit ou cocktail de produits, dans un litre d'eau, le dispositif va mettre en oeuvre plusieurs procédures fonctionnelles spécifiques à chaque opération et suivant un protocole bien établi.

A titre d'exemple, et pour illustrer le fonctionnement du dispositif 1 de la figure 1, on réalise la production dans le récipient 18, d'un cocktail composé des produits A (2 ml), B (2 ml) et C (1 ml) dans 1 litre d'eau, pour "une phase de croissance végétale". Les phases opératoires consécutives pour aboutir à ce résultat 25 sont les suivantes : - Homogénéisation, par instillation de bulles d'air dans chacun des flacons 2 de produit de A à c au moyen de la pompe à air 21 et du distributeur de "bullage". Cette opération, préliminaire, à toute distribution est importante pour homogénéiser les liquides à distribuer. 30 - Pré-remplissage, de quelques 100 ml d'eau dans le récipient 18. - Distribution du produit A, par aspiration du premier 1 ml de produit A. La pompe 4 est activée jusqu'à ce qu'un ménisque de liquide du produit A vienne disperser le faisceau de lumière reçu par le détecteur 10 35 positionné sur le microvolumètre 7 pour mesurer 1 ml de produit dans le circuit qui s'étend de la vanne 19 de sélection du produit A, sur le bloc de vannes 19", en passant par le volume interne de la micropompe 4 (environ -11- 250 µl) et la longueur des tuyaux 3 de câblage fluidique. Le niveau de liquide atteint, la vanne A (V1) se ferme et la vanne v6 d'air s'ouvre et la pompe introduit de l'air dans le circuit de mesure en expulsant le liquide résidant dans les tuyaux ou conduits, la pompe 4 et le volumètre 7, le tout aboutissant dans le récipient ou bécher 18. Un second cycle identique se répète pour réaliser les 2 ml requis. Un cycle d'opérations identiques à celui décrit est effectué pour délivrer les 2 ml du produit B, puis la quantité requise du produit C. A la fin de la totalité du processus de distribution des produits, une opération de lavage va s'opérer. - Lavage du circuit de mesure. Pour ce faire, la vanne v5 est ouverte et plusieurs cycles de "mesure-distribution d'eau" sont effectués, ainsi que des opérations supplémentaires de nettoyage de la partie supérieure du volumètre 7 par rejet du surplus au moyen du canal de détente 13 dont le tuyau de sortie abouti aussi dans le récipient 7. - Mesure de 1 litre d'eau. La vanne eau (V9) est ouverte et le tuyau d'amené de l'eau délivre à haut débit le volume d'eau requis pour aboutir à un poids de 1000 g au total. L'erreur commise est de quelques mg d'eau, ceux des produits, pour 1000 mg théorique. Cette erreur est parfaitement admissible dans le contexte et pour l'utilisation du produit final. - Préparation de 2 à 3 litres de produit final. Les opérations de distribution sont multipliés en volume de chacun des produits par le nombre (modulo 1) du volume final requis. Par exemple : 2 litres de produit final du cocktail précédent impliqueraient la distribution de 4 ml de produit A (2 x2 ml), 4 ml de produit B et 2 ml de produit C le tout dans 2 litres d'eau soit une pesée de 2000 g. Le premier module 27 formant la partie fonctionnelle principale du dispositif 1 ou de l'appareil selon l'invention, présente, vue de côté, une forme en C et comporte trois parties constitutives, à savoir (Fig. 2A) : - Une embase 28 ou partie inférieure dans laquelle est implantée la balance numérique 8 de mesure et d'affichage de la pesée, et à laquelle sont associés : • le récipient 18 positionné sur le plateau de la balance 8. La présence du récipient peut être détectée par un dispositif électromagnétique, - 12 - • les deux colonnes de distribution, la colonne de gauche délivrant le volume d'eau final et la colonne de droite délivrant les volumes de produits. - La partie arrière ou montant 28' à l'intérieur de laquelle est 5 implantée la platine fluidique supportant l'ensemble des organes de contrôle fluidique de l'appareil 1. - La partie supérieure ou aile 28" qui intègre la platine électronique micro-informatisée formant l'unité de commande et de gestion 5 et l'interface de communication 6 avec : 10 - un afficheur LCD de 4 lignes, 20 caractères (écran 31'), - des touches de dialogue 31, par exemple au nombre de quatre. L'action de chaque touche est indiquée en face de chacune d'elle. Cette action varie suivant les niveaux d'interaction dans chacun des menus du logiciel de dialogue, de programmation et 15 de contrôle. L'objectif principal recherché par la présente invention est de fournir, aux passionnés et aux adeptes d'un environnement végétal de fleurs et de plantes, le moyen de gérer de façon aisée et non astreignante les apports nutritionnels durant les phases de croissance et de floraison de 20 multiples et divers végétaux. Ces apports nutritionnels, qui peuvent se présenter sous forme solide (poudre) ou liquide, sont aujourd'hui proposés par différents fournisseurs de dimension internationale. Seuls les produits liquides ou mis sous forme liquide sont pris en compte. Chacun de ces fournisseurs 25 potentiels propose des programmes d'applications d'apports nutritifs mettant en oeuvre simultanément plusieurs éléments spécifiques d'une action particulière. Ces programmes s'étalent généralement sur environ 4 à 5 semaines et demandent que soit délivrées journellement des quantités 30 précises et différentiées, suivant la nature de l'apport et de la semaine du programme en cours. La multiplication des variantes de programmes de nutrition, en fonction de la variété des végétaux et de la variété de leur période de croissance et de floraison, entraîne une astreinte journalière pendant plusieurs semaines ainsi qu'une gestion difficile et minutieuse de 35 l'ensemble des paramètres à observer. Le dispositif ou appareil 1 selon l'invention vise à fournir à tout un chacun, sans qualification particulière, la possibilité d'obtenir les - 13 - meilleurs résultats pour la croissance et la floraison dans son environnement végétal d'ornement et de plaisir et ainsi d'assouvir, sans contrainte, une passion qui s'inscrit dans un contexte d'optimisation et de respect de la nature.

Le dispositif 1 peut intégrer plusieurs programmes utilitaires permettant de proposer des fonctionnements adaptés à diverses situations, et évolutifs. A titre d'exemple, et pour satisfaire les besoins d'une catégorie de plantes ou un ensemble de végétaux obéissant à des cycles identiques en besoins nutritifs de croissance, il peut être prévu de fournir en nature et en quantité tous les produits mentionnés dans les programmes illustrés dans les tableaux 1 et 2 ci-dessous. Tableau 1 .......................................................................... ...... .......................................................................... ...... ............................................. Plantes vertes Départ dans : d'intérieur Produit B Produit C Tableau 2 .......................................................................... ... .......................................................................... ... ............................................. Plantes vertes Départ dans : extérieures Produit C - 14 - Sur le tableau 1, on note que chaque jour de la semaine 1 il faut apporter aux végétaux 2 ml de produit A, 2 ml de produit B ainsi que 1 ml du produit C, le tout dilué dans 1 litre d'eau. Pour la semaine 2, le tableau 1 montre que les volumes des produit A et produit B sont de 3 ml et qu'ils augmentent encore de 1 ml la semaine 4. L'appareil 1 permet la préparation journalière des quantités programmées et suit durant 4 semaines le programme ainsi déterminé. Ce programme peut être utilisé pour fournir des nutriments à une autre catégorie de végétaux décalés dans le temps : c'est le cas illustré 10 par le tableau 2. Ainsi l'appareil 1 permet de gérer en temps réel plusieurs programmes de croissance identiques ou différents ainsi que plusieurs programmes de floraison comme celui donné par le tableau 3. L'appareil 1 est équipé de programmes standards dont les valeurs (voir tableaux) 15 peuvent être modifiées par l'utilisateur et ainsi permettent de créer, à partir d'un socle logiciel préinstallé, la mise au point et l'exécution de programmes personnalisés. Floraison Produit F 20 L'une des composantes importantes du dispositif ou de l'appareil 1 selon l'invention est le moyen de mesure élémentaire 7, ou microvolumètre. Ce dernier est conçu pour mesurer, avec précision, de petits volumes de liquides différents dans la gamme de 100 µl à 2500 µl. Outre sa 25 gamme volumétrique, le microvolumètre 7 doit présenter des caractéristiques d'un auto-lavage efficace pour permettre l'alternance de - 15 - produits sans contamination du produit suivant par le précédent. La réalisation illustrée figure 3 permet d'atteindre ces objectifs. Ce microvolumètre doit permettre la mesure précise d'un volume donné et cela, en toute indépendance de la nature du liquide (viscosité), des caractéristiques intrinsèques de la pompe 4 et de la température ambiante. Selon une réalisation pratique, ledit microvolumètre 7 est principalement constitué d'un tube en verre 9 de diamètre extérieur de l'ordre de 6 mm. Le diamètre du canal intérieur est de 4 mm. La partie inférieure du tube est réduite au diamètre de 2 mm. La partie supérieure du tube 9 est surmontée d'un bloc 16 en forme de "T" dont la partie inférieure est reliée, de façon étanche au moyen d'un joint torique 17, à la surface d'appui supérieure du tube. Le canal qui est en regard avec ce raccordement permet l'introduction, dans le tube de verre du tuyau d'amenée 11 des produits. Ce tuyau a un diamètre intérieur de 0,8 mm. Son diamètre extérieur est de 1,6 mm. A 90° du canal principal, se situe un canal latéral qui permet l'introduction, dans le tube de verre, d'un second tuyau 13 (0,8/1,6 mm), dont la fonction est d'une part d'assurer la détente du volumètre au cours de son remplissage par du liquide, et d'autre part, de servir de canal d'évacuation lors du cycle de lavage du microvolumètre. Les tuyaux 11 et 13 ont un diamètre réduit au maximum, dans le but de présenter un minimum de surface de contamination.

La figure 3 illustre le microvolumètre 7 avec sa vanne d'entrée 12, sa vanne de détente 14 ainsi que la vanne 15' de sortie des produits. La disposition de chacun des deux tuyaux 11 et 13, qui sont introduits dans la partie supérieure du microvolumètre, est importante pour assurer correctement les objectifs de précision de mesure et de lavage.

Le tuyau d'amenée 11 des produits est courbé (en 11') pour que son orifice de sortie touche la paroi intérieure du tube de verre 9. Ainsi, l'énergie du liquide est brisée et le produit s'écoule, en flux laminaire, le long de la paroi. Ce mode d'écoulement minimise les perturbations à la surface du liquide lors du remplissage. Ainsi, la détection du ménisque, géométrie de la surface de séparation liquide/air sera détecté, sans turbulence, par le dispositif optoélectronique du couple [émetteur de lumière infrarouge -16- 10'/récepteur de lumière 10"]. Cet ensemble 10 se présente sous la forme d'une fourche dont l'écartement entre les deux brins est égal au diamètre du tube de verre. Lorsque le liquide arrive à la hauteur du faisceau de lumière transversal, ce dernier est dévié par le dioptre formé par la surface concave liquide-air. L'intensité de lumière reçue par le récepteur 10" diminue et ce signal, mis en forme, ferme la vanne d'entrée 12 du volumètre. Ainsi, en déplaçant la position du détecteur 10 le long du tube de verre 9 on peut en ajuster précisément son niveau de remplissage. Il peut être ainsi ajusté pour fournir 1 ml de produit à la sortie de l'ensemble du circuit de distribution fluidique qui va de la sortie de la vanne produit 19 (A à H) à la surface du ménisque volumètre. Ainsi le volume interne de la micropompe 4 est pris en compte. Lors du remplissage du microvolumètre 7, la vanne de détente 14 est ouverte. Ainsi, au fur et à mesure de l'introduction de liquide de l'air est refoulée. Le tuyau de détente 13 est placé, tel qu'il est illustré sur la figure 3. Cette position, aussi haute que possible, va permettre un lavage complet et efficace du dispositif de mesure volumétrique 7. Pour le nettoyage du microvolumètre 7, on considère deux cycles, à savoir : - Le lavage du circuit de distribution : La vanne de sortie 15' est fermée. La vanne de détente 14 est ouverte. 1 ml d'eau de nettoyage est introduit dans le circuit. Le liquide séjourne une seconde au cours de laquelle un échange, par diffusion, permet de diluer les résidus de produit adsorbés par les parois. Le liquide est ensuite refoulé dans le récipient 18 par introduction de l'air sous pression dans le circuit par ouverture de la vanne d'air v6. Pendant cette opération la vanne de détente 14 est fermée. Trois cycles identiques à celui décrit ci-dessus sont effectués. - Le lavage du microvolumètre : La vanne de sortie 15' est fermée. 2 ml d'eau de nettoyage sont introduits par la vanne d'entrée 12. Le dépassement volumétrique s'écoule alors par la vanne de détente 14 qui sert de vanne de lavage du microvolumètre 7 et abouti lui aussi dans le bécher (récipient 18). Un temps de repos d'une seconde permet un échange entre le liquide et la paroi. De l'air est ensuite introduit sous pression pour purger le microvolumètre. Trois cycles identiques sont alors opérés. - 17 - L'ensemble formé du microvolumètre 7 et de son circuit fluidique 3 est alors propre pour admettre, sans contamination, un autre produit. De part son fonctionnement, le microvolumètre 7 et aussi un organe de sécurité et d'alarme. En effet, le temps réservé à la détection du remplissage du volumètre pour atteindre le niveau de détection (1 ml) peut être par programmation en usine limité à 10 secondes. Ce temps est calculé pour satisfaire à la détection volumétrique des produits les plus visqueux. Si au bout de 10 secondes le niveau n'est pas atteint, alors l'appareil se met en arrêt immédiat. Le programme est interrompu et un message d'erreur de remplissage est délivré. Ce message indique le nom du produit qui n'a pas pu être mesuré. Ce défaut peut avoir deux origines : Défaut organique de la chaîne fluidique ou plus probablement que le récipient dudit produit est vide. Ainsi le microvolumètre 7 est aussi un véritable organe de sécurité fonctionnelle et d'alarme. Compte tenu de la diversité de forme, de volume et de taille des contenants ou réservoirs 2 de produits ou substances actives, le raccordement entre le circuit fluidique du dispositif ou de l'appareil 1 et ces contenants peut se révéler problématique.

Pour pouvoir garantir un raccordement étanche malgré cette problématique, l'invention propose, comme déjà indiqué précédemment, un type de raccordement universel permettant de répondre favorablement à l'hétérogénéité des situations rencontrées (principalement des bagues ou cols de diamètre 21 mm ou 48 mm pour les produits visés).

Deux solutions sont proposées comme illustrées sur les figures 4A et 4B. La figure 4A montre un moyen 23 de raccordement polyvalent sous forme d'un bouchon 23' à deux étages en tronc de cône dont les diamètres sont différents. Dans le cas présent seul deux étages sont nécessaires pour couvrir le champ des besoins. On peut toutefois imaginer réaliser des bouchons universels à 3 ou 4 étages afin de satisfaire à une plus grande palette de besoins. La limite étant apportée par la longueur acceptable du bouchon 23'. On peut imaginer des gammes qui se recouvrent.

La figure 4B des dessins illustre une seconde version d'un bouchon universel sous forme d'un bouchon à étages multiples, à l'instar d'une poulie à étages. Pour satisfaire aux besoins, le diamètre de chaque - 18 - étage est conforme aux normes requises (0 21 à o 48). Pour parfaire l'étanchéité latérale, la paroi verticale de chaque étage peuvent également être légèrement conique et centrée sur le diamètre normalisé. Comme le montrent les figures 4 et 5, chaque bouchon 23' est traversé par un canal central dans lequel est inséré un fourreau, tube rigide de guidage et de protection des tuyaux d'amené de l'air 24, d'extraction du produit 24' et éventuellement d'un troisième tube pour une mise à la pression atmosphérique du contenant 2. Le tuyau d'air 24 est terminé par un filtre 24" générateur de 10 bulles d'air. Ces dernières vont agiter le milieu liquide afin de le rendre homogène. Le second tuyau 24' de petit diamètre (1,6/08) est lui aussi terminé par un filtre 24" dont le but est de bloquer les grosses particules (agrégats de produit (non diluées) afin de ne pas obstruer le circuit 15 fluidique, tuyaux, vannes et microvolumètre. Un troisième tube peut éventuellement être insérer pour mettre le flacon à la pression atmosphérique ambiante. Deux serre-câbles fixent mécaniquement les tuyaux 24 et 24' au fourreau et empêchent tout glissement. On peut compléter la fixation 20 mécanique des tubes en coulant dans les interstices, du joint silicone. Il faudra, en l'occurrence passer un troisième tube pour mettre le contenant à la pression atmosphérique afin qu'il ne se déforme pas au fur et à mesure de l'extraction de son contenu par la micropompe aspirante 4. Le second module 29, qui forme la partie complémentaire du 25 dispositif 1 selon l'invention, est illustré schématiquement et à titre d'exemple sur la figure 2B. Le module 29 est principalement constitué par un boîtier supérieur 29' dans lequel sont placés deux pompes à air 21 qui insufflent des bulles d'air dans les flacons ou réservoirs 2 afin d'homogénéiser les 30 produits avant chaque prélèvement, ainsi que par un plateau support recevant les réservoirs ou flacons 2 de produits concentrés et de liquide de distribution et de lavage. Les deux modules 27 et 29 qui forment le dispositif 1, à savoir la machine de préparation et le support de flacons produits, sont 35 avantageusement alimentés en basse tension de 24 volts. Une interface électronique, implantée dans le boîtier supérieur du support de flacons produits, fabrique les 220 volts alternatifs (50 hertz) nécessaires à - 19 - l'alimentation des deux pompes 21. La partie inférieure du support est constituée de deux plateaux légèrement inclinés, pour permettre le pompage du maximum de liquide. Les supports représentés figure 2B peuvent accueillir huit flacons de produits 2 différents et un conteneur 2' d'eau de lavage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (14)

1. REVENDICATIONS1) Dispositif automatique ou semi-automatique de dosage et de mélange contrôlés de plusieurs substances liquides actives, notamment de substances nutritionnelles ou fertilisantes concentrées destinées à des végétaux, ce dispositif comprenant, d'une part, des moyens de prélèvement sélectif de ces substances dans des réservoirs correspondants, d'autre part, des moyens de transfert fluidique composés d'au moins une ligne de circulation de fluide et d'au moins un organe actif de déplacement de liquide, et, enfin, des moyens de dosage, de mélange et de dilution des quantités de substance(s) liquide(s) prélevé(s) et transféré(s), ledit dispositif comprenant une unité de commande et de gestion, préférentiellement associée à une interface de communication et de programmation, contrôlant les moyens de prélèvement et de transfert et associée à des moyens de mesure et à des moyens de contrôle de la circulation des fluides dans le dispositif du type vannes, dispositif (1) caractérisé en ce que les moyens de mesure comprennent, d'une part, un moyen (7) de mesure, avantageusement à utilisation séquentielle, d'un volume élémentaire de substance liquide concentrée prélevée et devant être mélangé et/ou dilué et, d'autre part, au moins un moyen (8) de mesure et/ou de détermination de la quantité, préférentiellement du volume, finale de la solution dosée obtenue par dilution, après dosage, de la substance liquide concentrée ou du mélange de substances liquides concentrées.
2. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (7) de mesure séquentielle d'un volume élémentaire de substance liquide concentrée provenant de l'un des réservoirs (2) consiste en un moyen de mesure volumétrique à détection optique, préférentiellement un microvolumètre optoélectronique, principalement constitué par un récipient tubulaire calibré (9) en un matériau transparent, équipé d'un détecteur (10) optoélectronique de niveau et de moyens (11, 11', 12, 13, 14, 15, 15', 16, 16') d'alimentation et d'évacuation.
3. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le détecteur optoélectronique (10) monté sur le récipient (9) est du type infrarouge et comprend un émetteur (10') et un récepteur (10") situés de part et d'autre dudit récipient tubulaire (9) et à un emplacement axial- 21 - correspondant au volume élémentaire à mesurer, ledit détecteur (10) étant apte à détecter la présence d'un ménisque entre émetteur (10') et récepteur (10") et en ce que les moyens d'alimentation comprennent, d'une part, un premier tube ou tuyau (11) relié à la ligne (3) de circulation de fluide des moyens de transfert fluidique, préférentiellement par l'intermédiaire d'une vanne (12) de contrôle d'entrée, et dont la sortie (11') est en contact avec la paroi latérale du récipient tubulaire (9), en partie supérieure de ce dernier, notamment au-dessus du détecteur optoélectronique (10) et, d'autre part, un second tube ou tuyau (13) débouchant au niveau de l'extrémité supérieure du récipient tubulaire (9) et pouvant être relié, par l'intermédiaire d'une vanne (14) correspondante, sélectivement à un réservoir (2') de liquide de lavage, correspondant préférentiellement au liquide de dilution, ou à l'atmosphère.
4. 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les premier et second tubes ou tuyaux (11, 13) des moyens d'alimentation et le tube ou tuyau (15) formant le moyen ou la ligne d'évacuation du récipient tubulaire calibré (9) sont solidarisés mécaniquement et raccordés de manière étanche audit récipient (9) par des pièces (16, 16') formant bouchons et équipées de joints d'étanchéité (17, 17'), une vanne de sortie (15') étant associée à la ligne d'évacuation.
5. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen (8) de mesure continue du volume de la solution dosée obtenue par dilution consiste en une balance électronique sur le plateau (8') de laquelle repose le récipient (18) destiné à contenir ladite solution finale.
6. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de prélèvement sélectif comprennent, pour chaque réservoir (2) de substance active liquide concentrée, une vanne (19) à très faible volume mort, en ce que l'ensemble (19") de ces vannes (19) sont assemblées en cascade et mutuellement interconnectées au niveau de leurs sorties par un canal (19') de collecte et de distribution unique et en ce que les corps des vannes (19) formant l'ensemble précité de distribution multivoies (19") sont réalisés dans un unique bloc de matière (20), dans lequel est également ménagé le canal de collecte et de distribution (19').
7. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ensemble de distribution multivoies (19") comprend également, d'une part, une vanne (19) dont l'entrée est reliée à un réservoir (2') de liquide de- 22 - dilution et de lavage et, d'autre part, une vanne (19) dont l'entrée est reliée à l'atmosphère, ces deux vannes (19) étant situées respectivement en avant-dernière et en dernière position par rapport à la sortie (20') du canal (19') de collecte et de distribution dans l'arrangement de vannes (19) reliées successivement audit canal (19').
8. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les moyens de prélèvement comprennent au moins un second ensemble (22) de distribution multivoies, formé par au moins un second ensemble de vannes (19) assemblées en cascade, mutuellement interconnectées au niveau de leurs sorties par un canal (19') de collecte et de distribution et dont les corps de vannes sont également réalisés dans un unique bloc de matière (20), la sortie (20') du canal de collecte et de distribution (19') de ce second ensemble (22) de vannes (19) étant avantageusement reliée au canal de collecte et de distribution (19') du premier ensemble (19") de vannes (19), préférentiellement entre la sortie (20') de ce dernier canal (19') et la première vanne (19) de l'arrangement de vannes formant ledit premier ensemble (19") de vannes.
9. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de prélèvement comprennent, pour chaque réservoir (2) de substance active liquide concentrée, sous la forme d'un contenant du type flacon, bouteille ou analogue, un moyen (23) de raccordement polyvalent et multifonctionnel constitué par un corps structurel (23') formant bouchon universel et traversé par un premier tube (24) alimenté en gaz de bullage, préférentiellement en air sous pression, et par un second tube (24') pour l'aspiration de la substance liquide contenue dans le réservoir (2) concerné.
10. 10) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le corps structurel (23') consiste en un corps creux de forme allongée et effilée en direction de l'extrémité introduite dans le réservoir considéré (2) et comporte des moyens (25) de support et de maintien des deux tubes (24 et 24') qui le traversent, les extrémités de ces derniers étant pourvues de filtres (24").
11. 11) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le corps structurel (23') est constitué par deux parties tronconiques contiguës (26, 26') présentant des angles aux sommets différents.- 23 -
12. 12) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le corps structurel (23') présente une forme extérieure globalement tronconique et à constitution étagée ou à gradins.
13. 13) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte également un moyen (32) de distribution sélective des substances liquides actives prélevées dans les contenants (2) et quantifiées par le moyen de mesure (7), sous la forme d'un ensemble de vannes (19) assemblées en cascade et mutuellement interconnectées au niveau de leurs entrées par un canal (19') d'alimentation unique, relié fluidiquement à la sortie du moyen de mesure (7) volumétrique élémentaire et en ce qu'à chaque sortie de vanne (19) est associé un moyen de détermination de la solution dosée obtenue par dilution, séquentiellement dans des contenants distincts ou de manière continue par injection dans un ou des flux liquide(s) circulant(s).
14. 14) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué de deux modules (27, 29) reliés entre eux, à savoir : - un premier module (27) sous la forme d'un boîtier (27) à structure en C avec une première partie inférieure (28) formant embase et renfermant le moyen de mesure continue (8) sous forme de balance électronique, une seconde partie médiane (28') formant montant structurel et renfermant avantageusement l'organe actif (4), le volumètre (7) et les ensembles de vannes (19", 22) faisant partie des moyens de prélèvement sélectif et de transfert, une troisième partie supérieure (28") en forme d'aile, située à distance au-dessus de l'embase (28), portant l'interface (6) de communication et de programmation et renfermant l'unité (5) de commande et de gestion, les moyens de transfert fluidique et de prélèvement sélectif étant répartis entre les seconde et troisième parties (28', 28"), et, - un second module (29) sous la forme d'un support ou d'un caisson de rangement pour les réservoirs ou contenants (2, 2'), comprenant un boîtier supérieur ou couvercle (29') intégrant une partie complémentaire (3, 23) des moyens de prélèvement et de transfert, ainsi que des moyens (21) d'homogénéisation par bullage des substances liquides présentes dans lesdits réservoirs (2, 2').