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L'invention se rapporte à un appareil pour injecter un liquide con- centré dans un oourant d'eau ou de quelqu'autre dissolvant et a pour objet l'agencement d'éléments qui pris isolément ou en n'importe quelle combinai- son les uns avec les autres augmentent l'efficacité du procédé et/ou ré- duisent le cout de la production.
L'invention se rapporte en premier lieu à l'injection d'un liqui- de fertilisant concentré dans l'eau employée pour l'irrigation mais elle peut également s'appliquer pour l'injection dans d'autres liquides et/ou dissolvants.
Un autre objectif de l'invention est l'agencement de combinaisons qui élargissent l'échelle des taux d'écoulement et des taux de dilution qui doivent être obtenus avec un spécimem.
Selon un aspect de l'invention, on dispose dans la voie de l'eau ou d'un autre dissolvant, un élément de conduit qui, grâce à sa forme et/ou à son réglage produit une différence de pression motrice en deux points qui sont percés et reliés avec un récipient étanche de telle manière que l'eau passera dans lezécipient depuis le point de pression plus-haute tan- dis que le concentrat passera du récipient au point de pression plus basse,
Pour éviter l'emploi de récipients ou de réservoirs étanches àbri- qués spécialement, on utilise ordinairement des récipients produits en mas- se tels des bouteilles, tambours métalliques ou similaires n'ayant pas nécessairement plus d'une ouverture de remplissage et de vidange et on at- tache sur leur ouverture de manière étanche, au moyen de crampons,
de vis ou de tampons avec interposition préalable dune rondelle appropriée, une tête de dilution présentant une ouverture d'entrée pour le courant d'ali- mentation , et une ouverture de sortie q pour le courant du concentrât et peut-être également un élément de conduit pour le courant principal du dis- solvant ainsi que des dispositifs pour y créer la différence de pression motrice requise.
S'il est nécessaire d'empêcher très strictement toute interpéné- tration du concentrat et du liquide, on attachera à l'ouverture d'entrée du concentrat de la tête de dilution, un sac en caoutchouc pour le concen- trat et on peut également prévoir des dispositifs pour le remplir rapide- ment à nouveau.
Au lieu d'utiliser une tête de dilution aussi définie, on peut insérer l'élément de conduit qui produit 'la différence de pression motrice dans le courant principal du dissolvant, le percer aux deux points de pres- sion différente et les relier par un tube étanche approprié à une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie dans la tête de dilution qui neuf éga- lement être munie d'un sac en caoutchouc qui lui est fixé, et de, disposi- tifs pour remplir ce dernier à nouveau lorsu'il est vide aussi bien que pour vider le dissolvant replacé, par le sac en caoutchouc qui se gonfle.
Des poches d'air dans le récipient étanche sont indésirables,elles retardent la manoeuvre pour changer les courants ou la pression , mais on peut facilement les éliminer en prévoyant des trous d'aération appropriés.
Pour maintenir un taux uniforme de dilution, le concentrat et le liquide d'alimentation contenus dans le réservoir étanohe doivent être plus ou moins séparés.
Des sacs de caoutchouc, des disques flottants e ou des récipients flottants peuvent être utilisés dans ce but, mais il a été trouvé qu'on peut empêcher les deux liquides de se mélanger indument si, selon un autre aspect de l'invention, le liquide -d'alimentation est conduit au récipient
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par un dispositif de pose en couches qui est fixé à l'ouverture de sortie de=la ligne d'alimentation et qui peut réduire tout au moins la composante verticale de la vitesse du liquide d'alimentation à un point tel qu'il se dépose nettement au-dessus du concentrat si ce dernier est d'nn poids spé- cifique plus élevé ou en-dessous de celui-ci, s'il est d'un poids spécifi- que plus bas, sans qu'ils s'interpénètrent à un degré sensible.
De tels dispositifs de pose en couches sont invariablement moins chers à fabriquer et plus faciles à utiliser que n'importe quels autres dispositifs appropriés pour atteindre le même résultato
Une manière d'appliquer l'invention consiste à disposer e un en- tonnoir de sortie renversé avec une toile métallique à fines mailles placée sur son ouverture. Le liquide qui passe de sections plus étroites à des sections plus larges se ralentitt par voie de conséquence et quitte la toile métallique à une vitesse suffisamment basse pour empêcher tout mou- vement d'agitation à l'intérmeur du récipient;
On peut également utiliser une ou plusieurs plaques déflectrices pour le liquide d'alimentation, qui détournant le courant de celui-ci, ho- rizontalement,réduisant ainsi fortement sa vitesse et particulièrement sa composante verticale.
Une autre construction prévoit une chambre collectrice pour le liquide d'alimentation pourvue d'un certain nombre de sorties horizontales à-travers lesquelles l'eau passe dans le récipient à une vitesse générale basse dont la composante verticale est à peu près nulle.
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On peut améliorer cette dernière construction en dirigeant les trous de sortie de la chambre collectrice obliquement vers le haut ou vers le bas de manière que les jets frappent sur une plaque déflectrice horizon- tale prévue à cet effet.
Pour obtenir une très large échelle de taux possibles de dilution on peut utiliser selon un autre aspect de l'invention, un élément de conduit pour le courant principal du dissolvant qui est percé en deux points, l'un en amont servant de sortie pour le liquide d'alimentation et l'autre en aval pour l'entrée du concentrat et entre ces deux points percés un obsta- cle au courant ou un étranglement hydraulique qui crée la différence de pression motrice et qui est réglable ou interchangeable, de préférence sans troubler le fonctionnement de l'appareil àdiluer et de telle manière que la différence de pression motrice peut être réduite à zéro ou au moins à une valeur tellement basse qu'une dilution de moins d'un quatre millième peut être-obtenue.
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Plus particulièrement l'obstacle peut être constitué par un élé- ment radial qui peut être exécuté de manière à s'avancer de plus en plus dans le courant principal du dissolvant entre les deux points percés soit en le tournant ou en le vissant de façon à produire une chute 'croissante de pression mais qui peut également être déplacé de manière à livrer passa- ge au dissolvant sans obstruction sensible, éliminant ainsi virtuellement la différence de pression motrice.
L'obstacle peut prendre la forme d'un tampon cylindrique ou coni- que traversant diamètralement la voie du courant principal ou en même temps diamétralement et excentriquement et qui est percé transversalement de ma- nière à assurer dans une position un passage principal du dissolvant, vif. et sans obstacle mais par cantre,un passage fortement étranglé dans l'au- tre position extrême,
Le même tampon peut également être percé longitudinalement de façon à assurer un passage pour le liquide d'alimentation où pour le con-
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centrât.
Une autre modification de l'invention comporte un élément de con- duit comparativement large pour le dissolvant muni d'une ouverture mpleine- ment percée pour le liquide d'alimentation, un tube d'entrée axial très étroit pour le concentrat et une pièce en forme de noyau déplaçable, glis- sant dans l'élément de conduit large et qui a intérieurement la forme d'un tube Venturi.
La gorge Venturi sera plutôt étroite en comparaison de la section de l'élément de conduit.
Si on déplace le Venturi vers l'ouverture du tube axial de déchar- ge pour le concentrât, de manière que ce dernier pénètre dans la partie la plus étroite du dit Venturi, la différence de pression motrice sera plutôt élevée, ceci étant dû en partie à la résistance totale de l'écoule- ment et enp partie à l'action du Venturi.
Si le Venturi est déplacé suffisamment loin, :de l'ouverture du tube d'entrée, la différence de pression motrice sera pratiquement nulle,
Il est désirable que la position relative de l'ouverture du tube d'entrée et que la gorge du Venturi puissent être réglés de l'extérieur sans interrompre le fonctionnement de l'appareil de dilution.
Pour qu'un appareil de dilution du type général décrit soit ren- du apte à la réception du concentrât à un degré très lent, soit à cause du courant lent du dissolvant ou à cause du haut degré de dilution requis, il ne suffit pas d'un réglage ou d'une variation de la différence de pres- sion motrice parce qu'à des différences de pression très petites l'appareil de dilution devient trop sensible aux variations dans le taux du courant lu dissolvant ainsi qu'aux différences dans le poids spécifique entre le dissolvant et le concentrat, aux passages de raccord.
Cet effet indésirable sera moins marqué si la résistanoe à l'écou- lement dans le circuit de dérivation entre les points percés est comparati- vement élevé, mais des raecords très longs et très étroits sont difficiles à fabriquer et il est tout aussi difficile de les maintenir propres.
Selon un dernier aspect de l'invention, on intercale quelque part dans le circuit de dérivation, de préférence dans l'élément de conduit pour le liquide d'alimentation, un étranglement hydraulique fixe interchangeable ou un étranglement hydraulique variable qui possède une capacité de passa- ge pour la saleté, supérieure à une soupape à aiguille de construction tra- ditionnelle réglée pour donner la même résistance d'écoulement.
Dans le cas s d'une soupape à aiguulles, le pnssage du liquide est déterminé par la section de l'ouverture en forme d'anneau, entre l'ai- guille et son siège. La capacité de passage pour la saleté est plutôt bas- se parce que les particules de saleté plus larges que la largeur de cet anneau seront retenues et causeront du blocage à un moment donné.
La capacité de passage pour la saleté dans un tel dispositif peut s'exprimer par la différence des deux diamètres et est plutôt basse.
Pour être exact, la capacité de passage pour la saleté d'une ou- verture de n'importe quelle forme peut s'exprimer par le diamètre d du cer- cle le plus grand qui peut être inscrit dans le périmètre de la section transversale.
Si D est le diamètre d'un cercle de même surface que la section transversale le rapport 3. peut être appelé capacité de passage relative pour la saleté. Il vaudrait l'unité pour une ouverture circulaire, 0,785
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pour une ouverture carrée et ne devrait pas selon une caractéristique de l'invention être inférieur à 1/2.
Selon l'invention, on peut se servir d'un étranglement crucial ou principal qui prend au moins la moitié du total de la résistance à l'écoulement dans le circuit, sous forme d'une ouverture non obstruée, cir- culaire de préférence dont la capacité de passage pour la saleté est beau- coup plus grande que celle d'une soupape à aiguille.
Les concentrats et/ou les dissolvants sont fréquemment très sales; un écran à mailles minces sera donc disposé en tête de l'appareil à diluer pour retenir toutes les particules de saleté trop grandes pour passer à t travers l'ouverture dellétranglement.
Etant donné que la rétention de liquides sales en-dessous d'une maille d'un centimètre de pouce est onéreux et souvent impossible ; est préférablec de ne pas réduire la capacité de passage pour la saleté beaucoup en-dessous d'un cinquantième de pouce et si la résistance à l'é- coulement d'une ouverture circulaire ce cette dimension est insuffisante, il est préférable de se servir d'un canal offrant de la résistance, coupé dans la face intérieure de deux surfaces en contact qui possède la capaci- té de passage requise pour la saleté mais oblige le liquide à suivre un che- min long et difficile le long duquel il perd beaucoup de son énergie.
Par exemple, on peut prévoir un étranglement composé d'un écrou et d'une vis, l'un des filets étant fortement tronqué de manière à laisser ouvert un filet de vis creux dans lequel le liquide doit changer continuel- lement sa direction,
On peut également graduer le ronquage d'un bout du filet à l'au- tre de sorte qu'il se produit une moindre résistance si la vis est seule- ment engagée partiellement et une résistance plus grande si elle est entiè- rement engagée.
L'invention est représetée aux dessins annexés dans lesquels
Fig. 1 est une élévation en coupe d'un appareil de dilution pour des fertilisants liquides,
Fig. 2 une coupe le long de la ligne A-A indiquée en figure 1.
Fig. 3 une élévation en'coupe d'un fertiliseur dont une partie est insérée dans une tuyauterie pour l'eau dissolvante.
Fig. 4 est une Flévation en coupe d'un appareil de dilution simi- laire à celui représenté aux figures 1 et 2 dans lequel le sac en caoutchouc est remplacé par un dispositif de pose en couches porté par la tête de di- lution.
Fig. 5 et 6 sont des élévations en coupe de deux autres formes d'exécution du dispositif de pose en couches montrées en coupe le long de la ligne B-B de la Fig. 4.
Fig. 7 est une lévation en coupe d'une tête de dilution munie d'un tampon de réglage.
Fig. 8,9 et 10 sont des coupes horizontales de l'appareil de dilu- tion montré en fig. 7) le long de la ligne C - C montrant trois positions différentes de réglage.
Fige 11 est une élévation en coupe d'un appareil de dilution de fertilisants et de dilution avec un système de réglage du type Venturi pour la différence de pression motrice.
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Fig. 12 est une élévation en coupe d'un dispositif de pose en cou- ches, semblable à !?eux représentés aux figures 5 et 6, mais comprenant un étranglement hydraulique.
Figo 13 est une élévation de la vis d'un étranglement hydraulique pour des degrés de dilution élevés.
Fig. 14 est une vis à étranglement réglables pour de hauts degrés de dilution.
Fig. 15 est une élévation en coupe d'une vis d'étranglement conve- nant pour des degrés de dilution moindres.
L'appareil de dilution représenté aux Figures 1 et 2 se compose d'un récipient rigide 1 avec une seule ouverture, par exemple une bouteil- le de verre à laquelle est fixée de manière amovible mais étanche, la tê- te de dilution 2 comprenant un passage 1 pour le courant principal d'eau d'irrigation et portant un sac en caoutchouc 6 rempli d'une solution ferti- lisante concentrée. Lorsque l'eau passe par 3, en direction de la flèche la vis de réglage 3 occasionne une chute de pression entre l'ouverture d'alimentation 4 qui conduit une dérivation ou un courant d'eau d'alimén- tation dans l'espace compris -entre le sac an caoutchouc 6 et le réser- voir 1, et l'ouverture de sortie du fertilisant 5.
8 est une vis à ventilation qui, lorsqu'elle est desserrée, per- met à l'air compris entre 1 et 6 d'être chassé par l'eau d'alimentation et 10 est une vis de remplissage pour le sac en caoutchouc 6.
Pour mettre l'appareil en marche, on remplit le sac 6 d'une solu- tion fertilisante en enlevant la vis de remplissage 10 qui est ensuite remise en place. On dévisse ensuite la vis de ventilation 8 et on laisse entrer l'eau dans le conduit 7 jusqu'au moment où tout l'air restant entre 1 et 6 est chassé, ce après quoi la vis de ventilation est resserrée à nou- veau. Une dérivation du courant d'eau passant dans le conduit 3 descend par l'ouverture 4 et comprime le sac en caoutchouc 6 ce qui chasse une vo- lume égal de la solution fertilisante concentrée par l'ouverture 5 dans le conduit principal 7. Le taux de dilution est réglé en montant ou en descen- dant la vis 3.
On notera que l'appareil de dilution complet d se compose d'un récipient à ouverture unique du type récipient commercial fabriqué en mas- se et à bon marché et d'une tête combinant tous les rorganes essentiels pour compléter un appareil de dilution efficient.
L'appareil de dilution représenté en figure 3 est similaire à ce- lui représenté en figures 1 et 2, mais ici la tête de dilution portant le sac en caoutchnuc 6, la vis de ventilation 8, l'ouverture d'alimentation 4" et l'ouverture d'entrée 5" du fertilisant n'est pas d'une pièce avec celui-ci, mais relié par des conduits étanches 4' et 5' avec le conduit 7 pour le dissolvant , celui-ci étant inséré dans une tuyauterie, Entre l'ouverture de sortie 4 pour l'eau d'alimentation et l'ouverture d'entrée 2 pour la solution fertilisante concentrée, on règle le tampon 11 en le tournant, ce qui laisse le passage 7 entièrement ouvert dans une position donnée et le ferme progressivement en le trouant graduellement jusqu'à 90 degrés.
L'appareil de dilution représenté en fig. 4 est plus ou moins si- milaire à celui représenté aux figures 1 et 2, mais l'ouverture d'entrée du fertilisant dans la tête s'étend de manière à former un tube 5 attei- ' gnant de près la base du réservoir 1 et l'eau d'alimentation passe par l'ou- verture 4 dans un entonnoir renversé fermé par un disque,13 en toile métal- lique à mailles serrées qui porte également une plaque déflectrice 14.
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L'eau d'alimentation passant à travers l'entonnoir 12 et la toile 13 est fortement retardée et la composante verticale de vitesse restante est en outre réduite par la plaque déflectrice 1 qui guide l'eau en direction horizontale et l'oblige à se s déposer nettement en couche au-dessus de la solution fertilisante plus concentrée et d'un poids spécifique plus élevé qui remplit le réservoir ¯la De cette manière on évite la nécessité d'un sac en caoutchouc pour séparer l'eau d'alimentation de la solution fertili- sante.
Un dispositif de pose en couches également plus efficace est repré- sentée en Figure ¯5. et se compose d'un écrou creux 15 avec chambre collec-
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trice interne 16 dans laquelle l'eau d'alimentation perd sa vitesseocé4Jte eau passe par un nombre considérable de trous 17 comparativement grands d dans le réservoir 1 à une vitesse horizontale lente et pratiquement sans vitesse verticale=
Le dispositif de pose en couches de la figure 6 diffère du précé- dent par le fait que les trous ont une pente. Les jets d'eau sortant de ceux-ci frappent le côté inférieur de la tête de dilution ¯2 et sont diri- gés horizontalement vers l'extérieur.
L'appareil de dilution représenté en figure 3 et décrit en outre en se référant aux figures 8,9 et 10 se compose d'un récipient l'à ouvertu- re unique pour le liquide fertilisant, dans lequel la tête de dilution 2 munie à son extrémité inférieure d'un manchon en caoutchouc 19, est insé- rée à la façon d'une bonde en caoutchouc.
Le conduit 3 pour le courant prin-. cipal d'eau est coupé par un tampon cylindrique 11 dans une position non co-axiale, mais excentrique et est percé transversalement de telle manière qu'il laisse le passage 7 entièrement :'.libre dans une position (figure 8)et
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foimé>ipr"é3aqu'entiènement dans la dernière position repré- sentee en.. fig.10.. e cette manière, la différence de pression entre l'ouverture d'alimentation 4 qui dans ce cas est disposée dans le tampon 11 lui-même et l'ouverture de décharge du fertilisant 2 peut varier entre zéro et une pression presqu'égale à la têtre statique de l'alimentation d'eau.-
L'eau d'alimentation passant par 4 est distribuée horizontalement par le dispositif de pose en couches 13, 15, 16 et 17 qui en ce cas est complété par une vis creuse 18 munie d'un certain nombre de trous de déchar- ge 20 à l'intérieur de la chambre collectrice 16.
La surface supérieure de la tête de dilution ¯2, peut porter une échelle et le pied chanfreiné du bouton 30 peut être muni d'un index de manière à pouvoir calibrer l'appareil de dilution selon les divers taux de dilution qu'il doit produire.
L'appareil de dilution représenté en figure 11 est à beaucoup d'é- gards semblables à celui de la figure 4 mais la différence de pression mo- trice entre l'ouverture d'alimentation 7 et l'ouverture de décharge du tu- be .de prise 2 du fertilisant est réglée au moyen d'un tube Venturi coulis- sant 21 portant un boulon fileté 22 qui traverse une entaille allongée 25 couverte par un chapeau 23 ,le dit tube pouvant être fixé en toute position désirée par l'écrou 24.
Dans la position représentée ou l'ouverture,de décharge du tube 5 est située dans la partie la plus resserrée du tube Venturi 21. la diffé- rence de pression constituera un maximum. On peut la réduire graduellement jusqu'à zéro en déplaçant le tube Venturi 21 vers le côté droit.
La fig. 12 représente un dispositif de pose en couches semblable à celui décrit en figure 7,mais les trous de décharge comparativement grands
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20 sont ici remplacés par une simple petite ouverture d'étranglement circu- laire 26 qui est assez étroite pour représenter au moins la moitié de la résistance hydraulique totale dans le cricuit de dérivation entre les ou- vertures 4 et 5.
Une simple ouverture circulaire présente la meilleure possibilité de passage pour la saleté en considération de sa section. Si la totalité de la section de l'ouverture d'étranglement est égale à la surface d'un cercle de diamètre D et si le plus grand cercle qui peut être inscrit dans l'ouverture est d'un diamètre d, alors le rapport d sera en ce cas égal à
D l'unité, ce qui est très favorable.
Si l'ouverture est d'une forme différente,ce rapport qu'on peut désigner sous le terme de "capacité de passage relative pour la saleté" sera inférieur à l'unité mais pour le but visé par la présente'invention, il est désirable qu'il ne soit pas inférieur à 0,5.
Une vis d'étranglement similaire à celle de la figure 12 est repré- sentée à plus grande échelle en figure 15.
Ces vis d'étranglement sont facilement interchangeables par d'au- tres de résistance hydraulique différente et comme elles modifient la signification de l'échelle de dilution, comme décrit, par exemple en se réfé- rant à la figure 7. appropriant ainsi l'appareil de manière plus adéquate pour différents taux de dilution, on peut les désigner sous le terme de "vis des taux".
Si on désire une résistance extrêmement élevée à 11,écoulement combinée avec une bonne capacité d'évacuation de la saleté, on peut rempla- cer les vis d'étranglement représentées en figures 12 et 15 par une vis com- me représentée en figure 13 qui est pleine et est munie d'un filet 27 for- tement tronquée.
Placée dans un filet de vis femelle plein, on obtiendra un long passage hélicoïdal dans lequel l'eau d'alimentation perdra la plus grande partie de son énergie par frottement.
Pour varier la résistance à l'écoulement on peut remplacer cette vis par une autre similaire avec un degré de tronquage différent, au encore on peut utiliser une evis telle que représentée en figure 14 dans laquelle le filet de vis 27 est tronquée progressivement"vers le sommet comme en 28.
Au plus on insére cette vis dans un filet de vis femelle plein, au plus grande sera la résistance à l'écoulement, U écrou d'arrêt 29 per- met de fixer la vis dans toute- position désirée.
REVENDICATIONS
1.- Un appareil de dilution pour mélanger un dissolvant tel que l'eau avec un concentrat tel quiune solution fertilisante liquide concen- trée suivant un rapport prédéterminé dans lequel une partie du dissolvant est dirigédans un récipient étanche sous une pression relativement plus élevée de manière à déplacer un volume égal du concentrat qui pénètre dans le courant principal du dissolvant sous une pression relativement plus bas- se, caractérisé par une tête' de dilution montée de façon amovible sur une ouverture d'un récipient étanche et munie d'une ouverture d'entrée pour le courant d'alimentation du dissolvant et également de dispositifs pour séparer le liquide d'alimentation du concentrat.