FR3128136A1 - Système de pulvérisation à débit variable - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un système de pulvérisation (10) à débit variable qui comprend au moins une buse (24) de pulvérisation, un porte-buse (12) qui comprend un corps (16) délimitant une chambre (20) apte à acheminer le liquide à pulvériser jusqu’à la buse (24), ladite chambre (20) s’étendant depuis une entrée (40) reliée sur un circuit d’alimentation (18) en liquide à pulvériser, jusqu’à une sortie (42) qui communique avec un orifice d’entrée (26) de la buse (24), et une unité de pilotage (14) qui est adaptée pour faire varier le débit de la buse (24) en fermant l’entrée (40) de la chambre (20) par intermittence lors d’un cycle d’ouverture fermeture de la buse (24), caractérisé en ce que la chambre (20) présente un volume réduit, de manière à limiter la chute de pression du liquide qui traverse la buse (24) au cours du cycle d’ouverture fermeture de la buse (24).
Description
La présente invention concerne le domaine de la pulvérisation.
L’objet de la présente invention concerne plus particulièrement un système de pulvérisation comprenant un porte buse sur lequel est montée une buse de pulvérisation à débit variable de type buse à pulsation et une unité de pilotage de type PWM (pour « Pulse Width Modulation » ou modulation de largeur d’impulsion) capable de faire varier le débit de la buse en modulant la durée d’ouverture lors d’un cycle d’ouverture/fermeture de ladite buse.
La présente invention trouvera de façon non-exclusive des applications avantageuses dans le domaine agricole et/ou viticole et/ou arboricole notamment en équipant un engin du type véhicule d’épandage comprenant une rampe de pulvérisation (ou tout système équivalent) équipée d’une pluralité de buses de pulvérisation.
Art antérieur
On connaît dans le domaine agricole et/ou viticole et/ou arboricole les pulvérisateurs.
Les pulvérisateurs sont classiquement destinés à pulvériser des produits sur les cultures sous forme de liquide.
On parle également d’intrants.
De tels pulvérisateurs sont par exemple utilisés pour appliquer sur les cultures des engrais foliaires ou encore pour traiter les cultures contre certaines maladies et/ou lutter contre certains insectes qui sont susceptibles de nuire à la récolte.
Un pulvérisateur comporte généralement un réservoir de stockage contenant le liquide à pulvériser ; ce réservoir est raccordé à un circuit équipé d’une pompe et d’un ou plusieurs systèmes de pulvérisation.
De tels pulvérisateurs peuvent équiper un véhicule motorisé (autonome ou non) de type par exemple tracteur, automoteur ou encore aéronef.
On parle de véhicules d’épandage.
Chaque système de pulvérisation comprend au moins une buse de pulvérisation et un corps délimitant un circuit d’alimentation qui alimente la buse en liquide à pulvériser.
Les différents systèmes de pulvérisation sont pilotés de façon indépendante par un système électronique de pilotage comprenant un calculateur central.
Dans le domaine de l’agriculture, certains véhicules d’épandage comprennent un pulvérisateur composé d’une rampe installée sur le véhicule.
Une telle rampe peut par exemple faire plusieurs dizaines de mètres de large et les systèmes de pulvérisation peuvent être fixés sur la rampe par exemple environ tous les cinquante centimètres, voire tous les vingt-cinq centimètres.
Les dimensions et les espacements ci-dessus sont ici fournis à titre purement indicatif et ne présentent en aucun cas un caractère limitatif ou restrictif.
Ainsi, toujours selon cet exemple, un véhicule d’épandage qui est équipé d’une rampe de quarante-huit mètres de large avec un système de pulvérisation fixé tous les cinquante centimètres va devoir comporter un calculateur central capable de piloter en temps réel et de façon indépendante les quatre-vingt-seize systèmes de pulvérisation fixés sur la rampe.
Un tel pilotage des systèmes de pulvérisation permet de réaliser une pulvérisation localisée pour pulvériser le champ de façon parcellaire, c’est-à-dire sur des courtes sections de parcelle du champ ; on comprend dans ce contexte que le pilotage de ces systèmes de pulvérisation peut nécessiter un actionnement simultané de l’ensemble des systèmes de pulvérisation comme un actionnement d’un seul système de pulvérisation.
On parle aussi de pilotage buse à buse.
Sur le plan théorique, ce pilotage buse à buse présente de nombreux avantages : il permet de réduire les coûts de pulvérisation et l’impact environnemental associé en optimisant l’utilisation du liquide pulvérisé.
Une pulvérisation localisée permet en outre d’améliorer la précision de la pulvérisation en pulvérisant correctement les sections du champ en fonction des besoins réels.
En revanche, le Demandeur a observé que, sur le plan pratique, pulvériser buse par buse reste difficile à mettre en œuvre.
Avec les pulvérisateurs actuels, il est en effet très difficile d’assurer cette pulvérisation localisée de façon pleinement satisfaisante car la configuration du circuit de liquide du pulvérisateur ne permet pas d’avoir un débit de pulvérisation stable et maîtrisé en sortie de buse selon que l’on pulvérise sur une, dix, ou quatre-vingt-seize buses.
On observe en effet des temps de transition, liés à la régulation du débit exact, lors par exemple du pilotage d’un seul système de pulvérisation.
Ces temps de transition sont causés par une ouverture et/ou une fermeture du circuit, qui alimente la buse en liquide, ce qui entraîne une baisse de pression significative et ne permet pas une pulvérisation optimisée.
En mode « pulvérisation localisée », le Demandeur a constaté qu’il était important de maintenir un débit suffisant en sortie de buses sans temps de transition de manière à ce que la pulvérisation soit optimale. Or, comme expliqué ci-dessus, on observe systématiquement une perte de pression dans les circuits actuels, laquelle implique un temps de transition pour atteindre le débit souhaité en sortie de buse et dégrade à la fois la forme du jet et la qualité des gouttelettes et donc l’efficacité du traitement.
Pour garantir la qualité de la taille des gouttelettes, on connaît les buses à aspiration d’air.
De telles buses utilisent le principe de Venturi ; elles pulvérisent de grosses gouttes chargées de bulles d’air, qui ne dérivent pas et éclatent en fines gouttelettes au contact des plantes.
En revanche, on observe toujours sur ces buses ce temps de transition avec une perte de pression.
On connaît également les systèmes de pulvérisation à pulsation appelés aussi buses à pulsation, également connues sous l’expression buses PWM.
Les systèmes de pulvérisation à pulsation sont pilotés électriquement par une unité de pilotage selon une technologie à modulation de largeur d’impulsion, ou PWM, capable de faire varier le débit de chaque buse en modulant la durée d’ouverture lors d’un cycle d’ouverture/fermeture du circuit d’alimentation en liquide de ladite buse.
Généralement, les systèmes de pulvérisation à pulsation présentent une fréquence d’ouverture/fermeture de 5 à 100 Hertz. En d’autres termes, il faut comprendre ici que chaque système de pulvérisation à pulsation est capable de s’ouvrir et se fermer 10 à 100 fois par seconde.
La modulation du débit de la buse s’effectue donc ici en faisant varier la durée d’ouverture du circuit d’alimentation de la buse au sein d’un cycle d’ouverture/fermeture.
Sur le plan théorique, l’utilisation des systèmes de pulvérisation à pulsation est très avantageuse car elle permet d’obtenir une pulvérisation localisée tout en modulant la dose à pression constante.
En revanche, sur le plan pratique, le Demandeur observe avec les systèmes de pulvérisation à pulsation d’aujourd’hui que la taille des gouttes en sortie de buses est irrégulière et que le jet formé par la buse en sortie de buse n’est pas régulier de sorte que la surface à traiter par pulvérisation n’est pas correctement traitée avec ce type de systèmes de pulvérisation à pulsation.
Le Demandeur soumet que, pour ces raisons, les pulvérisateurs qui sont connus jusqu’à présent et qui utilisent des systèmes de pulvérisation à pulsation pour pulvériser de façon localisée et indépendante une surface à traiter ne sont pas efficaces.
La présente invention améliore la situation décrite ci-dessus.
La présente invention a notamment pour but de résoudre les inconvénients de l'art antérieur précité en proposant un système de pulvérisation capable de réguler la pression du liquide de pulvérisation et donc garantir un jet de forme idéale.
Grâce à la présente invention, on atteint cet objectif ainsi que d’autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui suit.
Ainsi, la présente invention concerne selon un premier aspect un système de pulvérisation à débit variable qui comprend au moins :
- une buse de pulvérisation,
- un porte-buse qui comprend un corps délimitant une chambre apte à acheminer le liquide à pulvériser jusqu’à la buse, ladite chambre s’étendant depuis une entrée reliée sur un circuit d’alimentation en liquide à pulvériser, jusqu’à une sortie qui communique avec un orifice d’entrée de la buse, et
- une unité de pilotage qui est adaptée pour faire varier le débit de la buse en fermant l’entrée de la chambre par intermittence lors d’un cycle d’ouverture et de fermeture de la buse.
- une buse de pulvérisation,
- un porte-buse qui comprend un corps délimitant une chambre apte à acheminer le liquide à pulvériser jusqu’à la buse, ladite chambre s’étendant depuis une entrée reliée sur un circuit d’alimentation en liquide à pulvériser, jusqu’à une sortie qui communique avec un orifice d’entrée de la buse, et
- une unité de pilotage qui est adaptée pour faire varier le débit de la buse en fermant l’entrée de la chambre par intermittence lors d’un cycle d’ouverture et de fermeture de la buse.
Selon la présente invention, la chambre présente un volume réduit de manière à limiter la chute de pression du liquide qui traverse la buse au cours du cycle d’ouverture fermeture de la buse.
Ainsi, le système de pulvérisation selon l’invention permet de limiter, voire supprimer, la période de latence durant laquelle la buse est alimentée en liquide à une pression trop faible, c’est-à-dire à une pression inférieure à la pression seuil déterminée.
Selon cette conception avantageuse avec une chambre à volume réduit, on obtient un jet en sortie de buse parfait sans temps de transition et avec des gouttelettes d’une taille constante pour un traitement optimisé de la surface à traiter.
Suivant d’autres caractéristiques techniques optionnelles de l’invention, prises seules ou en combinaison :
- l’entrée de la chambre est juxtaposée à l’orifice d’entrée de la buse de manière à réduire la longueur axiale de la chambre qui sépare l’entrée de la chambre à l’orifice d’entrée de la buse;
- la buse est traversée par un canal d’injection qui s’étend axialement suivant un axe de pulvérisation, et la chambre s’étend axialement depuis son entrée jusqu’à sa sortie suivant le même axe que le canal d’injection. La coaxialité de cet agencement permet de limiter le volume de la chambre ;
- le corps qui délimite ladite chambre et le circuit d’alimentation qui est relié à la chambre est réalisé en une seule pièce ;
- ladite chambre présente un volume sensiblement compris entre 0.013 et 0.320 centimètre cube ;
- ladite chambre présente un volume sensiblement compris entre 0.013 et 0.20 centimètre cube ;
- ladite chambre présente un volume sensiblement égal à 0.013 centimètre cube ;
- ladite chambre présente un volume sensiblement égal à 0.17 centimètre cube ;
- ladite chambre présente un volume sensiblement égal à 0.32 centimètre cube ;
- l’unité de pilotage fait varier le débit de la buse en fermant l’entrée de la chambre par intermittence lors d’un cycle d’ouverture et de fermeture de la buse, en mettant en œuvre une technique dite de modulation de largeur d’impulsion.
La présente invention concerne également selon un deuxième aspect un engin de pulvérisation comprenant une rampe de pulvérisation équipée d’une pluralité de systèmes de pulvérisation du type décrits précédemment.
Ainsi, par ses différentes caractéristiques techniques fonctionnelles et structurelles décrites ci-dessus, on dispose d’un système de pulvérisation buse à buse efficace qui assure une pulvérisation sans temps de transition, avec une pression sensiblement constante dans le circuit et un débit constant en sortie de buse.
Description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
Dans la description et les revendications, on adoptera à titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal en référence au trièdre L, V, T indiqué aux figures, et les termes supérieur et inférieur en référence à la partie supérieure et à la partie inférieure respectivement de la .
Sur l’ensemble de ces figures, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques ou similaires.
Claims (10)
- Système de pulvérisation (10) à débit variable qui comprend au moins :
- une buse (24) de pulvérisation,
- un porte-buse (12) qui comprend un corps (16) délimitant une chambre (20) apte à acheminer le liquide à pulvériser jusqu’à la buse (24), ladite chambre (20) s’étendant depuis une entrée (40) reliée sur un circuit d’alimentation (18) en liquide à pulvériser, jusqu’à une sortie (42) qui communique avec un orifice d’entrée (26) de la buse (24), et
- une unité de pilotage (14) qui est adaptée pour faire varier le débit de la buse (24) en fermant l’entrée (40) de la chambre (20) par intermittence lors d’un cycle d’ouverture et de fermeture de la buse (24),
ledit système étant caractérisé en ce que la chambre (20) présente un volume réduit de manière à limiter la chute de pression du liquide qui traverse la buse (24) au cours du cycle d’ouverture et de fermeture de la buse (24). - Système de pulvérisation (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’entrée (40) de la chambre (20) est juxtaposée à l’orifice d’entrée (26) de la buse (24) de manière à réduire la longueur axiale de la chambre (20) qui sépare l’entrée (40) de la chambre (20) à l’orifice d’entrée (26) de la buse (24).
- Système de pulvérisation (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la buse (24) est traversée par un canal d’injection (25) qui s’étend axialement suivant un axe (A) de pulvérisation, et la chambre (20) s’étend axialement depuis son entrée (40) jusqu’à sa sortie (42) suivant le même axe (A) que le canal d’injection (25).
- Système de pulvérisation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (16), qui délimite ladite chambre (20) et le circuit d’alimentation (18) qui est relié à la chambre (20), est réalisé en une seule pièce.
- Système de pulvérisation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite chambre (20) présente un volume sensiblement compris entre 0.013 et 0.320 centimètre cube.
- Système de pulvérisation (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite chambre (20) présente un volume sensiblement égal à 0.013 centimètre cube.
- Système de pulvérisation (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite chambre (20) présente un volume sensiblement égal à 0.17 centimètre cube.
- Système de pulvérisation (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite chambre (20) présente un volume sensiblement égal à 0.32 centimètre cube.
- Système de pulvérisation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’unité de pilotage (14) fait varier le débit de la buse (24) en fermant l’entrée (40) de la chambre (20) par intermittence lors d’un cycle d’ouverture et de fermeture de la buse (24), en mettant en œuvre une technique dite de modulation de largeur d’impulsion.
- Engin de pulvérisation comprenant une rampe de pulvérisation équipée d’une pluralité de systèmes de pulvérisation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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