EP1492624A1 - Buse de pulverisation - Google Patents

Buse de pulverisation

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EP1492624A1
EP1492624A1 EP03745834A EP03745834A EP1492624A1 EP 1492624 A1 EP1492624 A1 EP 1492624A1 EP 03745834 A EP03745834 A EP 03745834A EP 03745834 A EP03745834 A EP 03745834A EP 1492624 A1 EP1492624 A1 EP 1492624A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
divergent
plug
nozzle according
cavity
Prior art date
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Granted
Application number
EP03745834A
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German (de)
English (en)
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EP1492624B8 (fr
EP1492624B1 (fr
Inventor
Hervé FOUBERT
Christian Martin
Bruno Renault
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Ceramiques Avancees Desmarquest SAS
Original Assignee
Saint Gobain Ceramiques Avancees Desmarquest SAS
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Publication date
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Publication of EP1492624A1 publication Critical patent/EP1492624A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1492624B1 publication Critical patent/EP1492624B1/fr
Publication of EP1492624B8 publication Critical patent/EP1492624B8/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0425—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid without any source of compressed gas, e.g. the air being sucked by the pressurised liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
    • B05B1/3405—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl
    • B05B1/341—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet
    • B05B1/3421—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
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    • B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/04—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
    • B05B1/042—Outlets having two planes of symmetry perpendicular to each other, one of them defining the plane of the jet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/10—Spray pistols; Apparatus for discharge producing a swirling discharge

Definitions

  • the present invention relates to the field of spray nozzles and, more particularly, agricultural spray nozzles. Specifically, the present invention relates to an anti-drift spray nozzle, that is to say, limiting the losses of sprayed product.
  • liquids any medium that can be sprayed and, more particularly, any solution or suspension regardless of its viscosity and surface tension.
  • the principle of spraying takes advantage of the properties liquids, namely, that they are inextensible and incompressible, and that they have no shape of their own, but that they conform to the form they pass through. More particularly, the spraying consists of splitting a liquid vein into a multitude of more or less fine droplets.
  • the spraying devices consist of a reservoir containing the liquid, a chamber for pressurizing said liquid, one or more ejection pipes and, at the end of said pipes, nozzles for spraying. .
  • the main purpose of the nozzles is to ensure the fragmentation of the liquid, while controlling the flow, the size of the drops and the spray angle.
  • the flow rate is determined mainly by the section of the nozzle orifice, but it also depends on the properties of the sprayed liquid itself, namely its density, its viscosity or its surface tension. Indeed, it is obvious that, at constant pressure, the more a liquid will be dense and / or viscous the lower the spraying rate. With regard to surface tension, under the action of intermolecular forces, the free surface of liquids behaves like a thin elastic membrane which tends to be as small as possible. As a result, a liquid having a very high surface tension will be difficult to spray and the supply pressure will have to be considerably increased to ensure proper spraying.
  • a size of drops is also important. For example, for a spray requiring a maximum exchange between the sprayed liquid and its immediate environment, it will be necessary to choose a type of nozzle with the finest droplet fineness. On the other hand, if the objective is targeted spraying at a long distance, it will be necessary to choose the type of nozzle giving relatively large droplets. In addition, the type of nozzle selected will have to take into account the spraying rate because the lower the flow rate and the higher the pressure, the smaller the size of the droplets will tend to decrease.
  • a minimum pressure is essential for the spray angle to be properly formed. Insufficient pressure does not provide enough kinetic energy to the liquid particles to form a correct jet and too high a pressure causes a decrease in the formed angle. However, the management of these parameters is not sufficient to ensure a good spraying performance because other external phenomena are added. In addition to problems related to improper use of nozzles, soil leaching or uncontrolled wear of said nozzles, there is a phenomenon of drift.
  • the phenomenon of drift which generally consists of the spread of the sprayed liquid in the air, is a problem that has been studied for a long time and many attempts have been made to achieve a spray nozzle limiting the drift of the product as much as possible.
  • drift phenomenon is partly related to the particle size of the drops at the outlet of the nozzle. More particularly, the more the drops have a large diameter, the less they will be sensitive to drift.
  • One way to limit drift is therefore to create a pressure drop within the nozzle, creating for example a decompression chamber, thus allowing, as described above, to obtain droplets of larger diameter.
  • Spray nozzles therefore play a major role in the effectiveness of the spraying.
  • nozzles There are currently several types of nozzles that can be classified, in general, into two categories depending on the shape of jets they can achieve, namely flat jets or conical jets.
  • slot nozzles which generally operate on the principle of impaction, that is to say that one or more vein (s) of fluid having a specific speed is (are) brought (s), by a device whatever, to get in touch with a wall or with each other so as to form a spray jet having specific characteristics depending on the fluid parameters, the geometry of the wall or the medium in which the jet will be emitted.
  • Such nozzles generally consist of an impactor or injector and a calibration pellet.
  • said impactor / injector and calibration patch may be coupled to a venturi system.
  • the main purpose of the impactor / injector is to ensure the formation of drops and to modify the spray angle.
  • the addition of a calibration patch makes it possible, in general, to modify the flow rate of the spray.
  • venturi that is to say a structure whose section passes through a minimum, which ensures the bursting of bubbles pulverized on the target while increasing their speed.
  • the working pressures for slot nozzles do not exceed 5 bar and their design is not adapted to withstand long pressures ranging from 10 to 25 bar.
  • spray jets forming cones, hollow or solid are less subject to drift phenomena than are conventional jets, such as flat jets or straight, obtained with said slot nozzles .
  • the so-called “conical spray” nozzles generally operate on the principle of the gyration of the fluid, that is to say that the liquid is rotated within the nozzle, which allows, at the outlet of the nozzle, to obtain a stream of conical shape, solid or hollow, covering a large surface.
  • nozzles generally consist of a piece called “convergent”, responsible for the formation of the drops and the spray angle, and a piece called “divergent”, responsible for the size of the drops but also the flow rate. spray. As in the case of slot nozzles, it can be added a venturi.
  • Anti-drift nozzles are also known comprising, in addition to a divergent and a convergent, a calibration pellet.
  • a divergent generally in the form of a helix, which may have, in general, two blades, or more, each blade defining with the blade which is directly adjacent thereto a channel through which the sprayed liquid.
  • propellers are conventionally referred to as "side channel propellers”.
  • the present invention aims to overcome all these disadvantages by providing a spray nozzle constituted, in a manner known per se, a body defining an axial cavity and having, at one of its ends, an orifice of admitting liquid to be sprayed and, at the other end, a spray orifice, said nozzle comprising, housed in its cavity, from upstream to downstream with reference to the direction of flow XX 'of the liquid, a pellet having an axial passage for calibrating the flow of liquid which communicates with said intake orifice, a so-called “divergent” part whose geometry is adapted to divide the flow of liquid into fillets and to set them in rotation, and a piece called “convergent "having a downstream passageway communicating with said spray orifice and having a geometry suitable for gathering said fillets into a single jet and contributing to the desired spray angle; Calibration island being secured to a cap threaded in the cavity of the nozzle body and said convergent being integral with said nozzle body, the
  • said calibration pad, diverging and converging are arranged so that they are respectively formed, on the one hand, between said pad and said divergent and, on the other hand, between said divergent and said convergent, a first and a second bedrooms.
  • Said first chamber has the primary function of ensuring the deployment of the liquid from the pellet to the divergent.
  • a second function of said first chamber in the case of using a venturi, is to allow mixing between the liquid and the air supplied by said venturi and thus to promote the formation of drops.
  • This chamber is, in a preferred embodiment, in the form of a funnel oriented narrow side upstream but may be in any form that is provided that it does not mask the orifices of the diverging.
  • the second chamber it is necessary for the rotation of the liquid.
  • natural air is drawn in through the spray orifice and converges, resulting in the formation of an "air column" within said second chamber.
  • the liquid, coming out of the divergent, subjected to a centrifugal force, will come to form a layer around said air column and, thereby, to rotate uniformly in the manner of a "tornado".
  • the liquid can then be ejected through the spray orifice of said nozzle in the form of a conical jet in rotation.
  • the divergent is immobilized in the cavity of the nozzle body, downstream side, by simply pressing against an appropriate profile zone of the wall of said cavity and side upstream, by said plug.
  • the appropriate profile area of the wall of the cavity takes the form of a shoulder or a conical bearing.
  • the divergent is in free contact, downstream side, with the nozzle body and, upstream side, with the plug.
  • the divergent is immobilized directly on the plug, for example, by screwing, clipping, etc.
  • This immobilization of the divergent on the plug may be combined or not with the support on a suitable profile area of the cavity of the nozzle body. If the divergent is immobilized only on the plug and is thus "suspended" above the convergent, the method of attachment must be strong enough to withstand the pressure exerted by the flow of the liquid to be sprayed, while remaining easily removable by a user.
  • the meeting between the divergent and the plug can be done by providing, on the upstream face of the divergent, a protrusion may be received in a recess of corresponding shape formed in the downstream face of the plug and to be retained.
  • the meeting between the plug and the diverging not only facilitates the handling of the various constituents of the nozzle object of the invention, but also promotes the retention in place, and along the same axis, of these different constituents.
  • the plug With respect to the plug, it must be hermetically held in the nozzle body. Although any technique known to those skilled in the art to provide such a hold can be used, a preferred means is to hold said plug in the nozzle body by friction between an O-ring providing a seal between said plug. and said body.
  • Another characteristic of the nozzle object of the present invention lies in the shape of the divergent used. Indeed, as described above, it is known to use divergent in the form of helices whose blades define channels transforming the axial energy of the liquid to be sprayed into centrifugal energy. In addition to the fact that such propellers are fragile and have relatively large sizes, they require the presence of a space, called mixing chamber, to pass the liquid from the axis of the venturi to the periphery of the propeller .
  • the divergent used is no longer a helix but a disc having oblique through passages and / or helical portion.
  • This disk may be flat-faced or have, in its central zone, protruding shapes which will be described later.
  • the disk preferably has a size of between 5 and 10 mm, the nozzle body having a corresponding inner diameter for a smooth friction threading.
  • the length of the nozzle it is preferably between 11 and 25 mm and more particularly is 18 mm.
  • a further advantage of the present invention is that it allows the size of the drops to be modified while keeping a constant spraying rate.
  • Another advantage is that it is possible to equip the nozzle of one or the other of several interchangeable divergent (differing in size, shape, etc. ..) as needed.
  • Each divergent is preferably reversible, which avoids the user to wonder about the correct direction of installation in the nozzle body.
  • the divergent in the case where the divergent is not reversible, it preferably comprises a reference distinguishing its upstream face from its downstream face.
  • the diverging passages have an "overall area" of from about 3 to about 15 mm.
  • the divergent may comprise from 1 to about 6 orifices, but preferably it comprises from 2 to 4. In any event, it should be noted that the important point does not lie in the number of orifices but in the overall surface occupied by all of said orifices.
  • the spraying orifice of the convergent nozzle of the present invention can take the plane circular shape of the outlet of a cylindrical channel, but in advantageous embodiments, the cylindrical channel can open, downstream, in a space concave elliptical or in a space whose complex shape results from a hollow formed in a convex shape and whose axis of symmetry is perpendicular to that of said channel. More particularly, it is preferred that the largest dimension of said elliptical or complex shape space be between about 1 and about 3 mm.
  • the plug has, downstream of said calibration chip, transverse air intake passages, adapted to come in the alignment of air access orifices formed in the body. nozzle, and opening at a calibration-divergent pastille passage, so as to create a venturi.
  • the various components of the nozzle object of the present invention can be made of any suitable material, such as plastic materials, cast or sintered metals or ceramics.
  • ceramics such as ceramics consisting of alumina (aluminum oxides), zirconia
  • the present invention envisages, because of the modularity of the nozzle, a spray kit which comprises a nozzle according to the invention and one or more additional divergents differing from that included in the nozzle by the number of passages and / or the diameter of the passages and / or the geometry of the passages and / or the cross sectional geometry of the divergent.
  • a spray kit which comprises a nozzle according to the invention and one or more additional divergents differing from that included in the nozzle by the number of passages and / or the diameter of the passages and / or the geometry of the passages and / or the cross sectional geometry of the divergent.
  • Such a kit allows the user to use, at reduced cost, one and the same nozzle in a large number of applications by changing only the divergent. So, the same nozzle can be adapted to various pressures, drop sizes, flow rates, etc.
  • the present invention also relates to the use of a nozzle or kit, as described above, in an agricultural spraying device.
  • FIGS. 1 and 2a show a section of a first embodiment of the nozzle according to the present invention
  • Figure 2a shows a section of a second embodiment of the nozzle according to the present invention
  • Figure 2b differs from Figure 2a only by the exploded representation of the constituent elements of the nozzle
  • Figure 3a shows a section of a third embodiment of the nozzle according to the present invention
  • Figure 3b differs from Figure 3a only by the exploded representation of the constituent elements of the nozzle, the nozzle body and the convergent being omitted
  • 4a to 4d show, seen from above, a set of divergent objects of the present invention, a sectional view along the line A-A of Figure 4a is also shown in this figure 4a
  • FIGS. 6a to 6d show, in section, different convergent profiles according to the invention, a view from below of the convergents of FIGS. 6a, 6b. , 6 ⁇ and 6d being also represented in said figures.
  • FIG. 1 which indicates the direction of flow of the liquid flow by F, represents a nozzle 11 according to the present invention.
  • This nozzle 11 consists of a nozzle body 12 in the form of cup whose bottom has a opening 13.
  • the internal geometry of said nozzle body 12 determines a first shoulder 14 and, disposed downstream at a predetermined distance from said first shoulder, a second shoulder 15 so that the cavity of the nozzle body 12 has three zones of decreasing cross-sectional area. upstream to downstream (section __ x upstream of the first shoulder 14, section Z 2 between the first and second shoulders 14 and 15, section Z 3 downstream of the second shoulder 15).
  • the nozzle according to the invention further comprises a bi-cylindrical piece 16, referred to as a "convergent" piece, having an upstream portion of a diameter only slightly smaller than that of the second section Z 2 of the cavity of the nozzle body and a portion downstream of a diameter slightly less than that of the third section Z 3 of said cavity, which allows it to slide in said second section while coming to rest, at the level of its change of section, on one shoulder 15, the game being so weak between the pieces that the convergent 16 gets stuck in the bottom of the cavity of the nozzle body when inserted therein.
  • the convergent 16 has a channel 17 along the axis XX 'of the nozzle.
  • the convergent 16 is dimensioned such that its downstream face 18 is slightly set back relative to the opening 13 of the nozzle body.
  • the nozzle further comprises a piece 19, called “divergent", which takes the form of a flat-faced disc whose diameter is a little smaller than that of the first section Z ⁇ of the cavity of the nozzle body, which allows it to slide in this cavity while coming to rest on one shoulder 14.
  • the divergent 19 has passages in helical portion 20 of which only one is visible in Figure 1.
  • the nozzle 11 further comprises a bicylindrical plug 21 having an upstream portion 22 of section greater than that of the first zone Z x of the cavity of the nozzle body and a downstream portion 23 of section a little smaller than that of said first zone Z x so that said downstream part 23 can slide in said zone Z x while the upstream part 22 bears on the upstream face of the nozzle body 12.
  • a groove 24 is formed in the periphery of the downstream part 23 and receives an O-ring 25 .
  • the downstream portion 23 has a height such that, when the upstream portion 22 bears on the upstream face of the nozzle body 12, the downstream face 26 of the plug bears on the upstream face of the divergent portion 19.
  • the plug 21 has a cavity whose section varies from upstream to downstream. More specifically, the cavity firstly has a cylindrical portion 28 of a first diameter, then a cylindrical portion 29 of a second diameter smaller than the first diameter so that a shoulder 30 is determined between these two portions 28 and 29 then a frustoconical portion 31 which defines a first flared chamber downstream. The largest diameter of said chamber 31 is such that no passage opening 20 of the divergent 19 is covered by the plug 21.
  • a second chamber 32 is defined between the downstream face of the divergent 19 and the upstream face of the convergent 16.
  • the nozzle finally comprises a cylindrical calibration pad 33, with a diameter slightly smaller than that of the cylindrical portion 28 of the plug cavity 21 and of a height less than that of said cylindrical portion, so that said pellet 33 can be inserted into this part and jam there by resting on the shoulder 30, with its upstream face recessed relative to that 27 of the plug, defining an inlet orifice 34.
  • An axial channel 35 is formed in the pellet 33.
  • the nozzle 11 is mounted simply by stacking the parts in the nozzle body 12: first the convergent 16, then the diverging part 19, then finally the cap 21 provided with its O-ring 25 and the calibration disc 33. It will be understood that the diverging portion 19 is completely free and is immobilized between the downstream face 26 of the cap 21 and the shoulder 14, the plug 21 being itself held in place by the sliding resistance opposed by the O-ring 25. .
  • the calibration pad 33 and the convergent 16 are forcibly inserted in their respective housing so that they remain in place. They are however removable by reverse push, if desired.
  • the liquid to be sprayed passes under pressure through the inlet orifice 34 and the channel 35 of the calibration pellet 33 before being thrown into the first chamber 31 where it undergoes a first pressure drop.
  • the liquid then enters the passages 20 of the divergent 19, where its energy, hitherto axial, is transformed into centrifugal energy due to the configuration of said passages 20 which force the liquid to take a circular orientation.
  • the liquid then emerges in the second chamber 32 where it "sticks" around a column of air naturally formed by suction of the outside air through the spray orifice 13 of said nozzle body 12 and the channel 17 convergent 16.
  • the liquid comes to form a more or less thick layer around said air column in the chamber 32 and it is this physical phenomenon that allows to project through the channel 17 and the orifice 13 a jet of hollow cone type with anti-drift effect.
  • FIGS. 2a and 2b show another embodiment of the present invention in which a venturi 42 is provided.
  • the second part cylindrical as provided in the cavity of the plug 21 of the embodiment of Figure 1 is replaced by an axial convergent-divergent nozzle 43 in communication with two transverse passages 44. passages 45 vis-à-vis are provided in the nozzle body 12.
  • the nozzle 43 opens into the upstream end of the first chamber 31.
  • the chamber 31 ensures the mixing of the injected air and the liquid to be sprayed, which facilitates the obtaining of drops.
  • the nozzle of Figures 2a and 2b also differs from that of Figure 1 in that the first cylindrical portion of the plug cavity 41 is surmounted by a flared portion 46 so that the calibration pad 33 is further back relative to the upstream face 27 of the plug as in the case of the nozzle of Figure 1.
  • FIGS. 3a and 3b represent yet another embodiment of the invention, which differs essentially from that of FIGS. 2a and 2b by the mounting mode of the divergent 50.
  • the frustoconical part 31 of the The plug cavity 41 of FIGS. 2a, 2b is replaced, in the plug 51, by a substantially cylindrical portion 52 which is followed by a portion 53 sufficiently flared so that the plug 51 does not cover the access to the passages such as 20 of the divergent 50.
  • the upstream face of the divergent 50 has a substantially cylindrical axial protuberance 54 of a diameter only slightly smaller than that of the portion 52 of the cavity of the plug 51 so that it can be inserted and retained by friction.
  • the cap respectively 41 and 51, is extractable from the nozzle body, the divergent being either simultaneously extracted (in the case of the divergent 50 of FIGS. 3a, 3b), or separately extracted, simply by returning the nozzle (case of the divergent 19 of Figures 2a, 2b).
  • Figures 4a to 4d represent, in turn, several divergent models, seen from above, and in accordance with the object of the present invention.
  • these divergents are all in the form of disks and they differ from each other by the number and / or the configuration of the passages therein.
  • the divergent 60a of Figure 4a has two passages 61a oblique.
  • the divergent 60b of Figure 4b also has two passages 61b but in helical portion.
  • the divergent 60c of Figure 4c has three passages 61c similar to the passages 61b and the divergent 60d of Figure 4d has four passages 61d similar to the passages 61a.
  • these passages 61a-61d are distributed symmetrically over the entire surface of the discs 60a-60d and are at least oblique with respect to an axis perpendicular to the surface of the discs.
  • the angle formed with said axis may be greater or lesser and preferably between about 30 and about 50 ° with respect to the axis of the workpiece.
  • FIGS. 5a to 5f each represent, in a non-reversible (FIGS. 5a-5c) or reversible (FIGS. 5d-5f) form, divergents that can be used in a nozzle according to the present invention. More particularly, FIGS. 5a and 5d show divergents 70a, 70d respectively presenting on their upstream surface or on the upstream and downstream faces, a conical protuberance 71a or biconical 71d full, the interest of a biconical protuberance being of power. use the divergents reversibly.
  • FIGS. 5c and 5f show divergents 70c, 70f which differ from those of Figures 5a, 5d in that the conical shape of the protuberances 71a, 71d is replaced by a hemispherical shape 71c, 71f.
  • the divergent portions of FIGS. 5b and 5e show the same shapes as those of FIGS. 5c and 5f for their protuberances 71b, 71c but, instead of being solid, these protuberances are pierced with a passage 72b, 72e.
  • This passage 72b allows the fluid to produce a solid spray cone, in opposition to the usual hollow spray cones.
  • Figures 6a to 6d represent, for their part, different convergent profiles according to the invention.
  • Figure 6a shows the convergent 16 used in the embodiment of Figures 1, 2a-b and 3a-b.
  • the convergent 16b of Figure 6b differs in that instead of having a cylindrical channel 17 over its entire length, its channel 17b has a frustoconical portion in its upper half and a cylindrical portion in its lower half.
  • Figure 6c shows another embodiment of a convergent 16c which differs from the convergent 16b in that its downstream face is not flat.
  • the downstream face of the convergent 16c is convex and hollowed out of a groove 80 into which the passage 17c opens.
  • the modification of the circular spraying cone into an elliptical cone makes it possible to improve the exchange efficiency between the air flow. carrier and the spray jet.
  • the flattening of the jet corresponds approximately to a factor of 2 between the largest angle, ideally 80 °, and the smallest, ideally 40 °.
  • the elliptical jet forms an intermediate between, on the one hand, a slotted nozzle with regard to the orientation of the jet with respect to the nozzle manifold and, on the other hand, a jet nozzle. conical for the trajectory aspect of the drops allowing an effective penetration into the vegetation.
  • the nozzle jet should be oriented with respect to the nozzle manifold so as to provide the maximum angle with slight incidence parallel to the nozzle manifold. This results in an increase in the efficiency of the amount of liquid sprayed onto the target.

Landscapes

  • Nozzles (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)
  • Special Spraying Apparatus (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Description

Buse de pulvérisation.
La présente invention concerne le domaine des buses de pulvérisation et, plus particulièrement des buses de pulvérisation agricole. De manière spécifique, la présente invention concerne une buse de pulvérisation anti-dérive, c'est-à-dire limitant les pertes de produit pulvérisé.
Il existe actuellement divers dispositifs visant à assurer un bon arrosage et une bonne répartition des différents produits phytosanitaires, comme les engrais, les herbicides, les fongicides ou encore les insecticides, sur
1 ' ensemble des cultures .
Le procédé le plus utilisé de nos jours, et qui donne les meilleurs résultats, consiste à pulvériser sous des pressions relativement élevées lesdits produits phytosanitaires, nommés par la suite "liquides", sur les cultures. Par "liquides", il faut comprendre tout milieu pouvant être pulvérisé et, plus particulièrement, toute solution ou suspension quelles que soient sa viscosité et sa tension superficielle. Dans la présente description, on entend par
"culture", non seulement les grandes cultures comme, par exemple, les cultures céréalières, mais également tout autre type de culture comme, par exemple, l'arboriculture, la viticulture, etc.. Le principe de la pulvérisation met à profit les propriétés des liquides, à savoir qu'ils sont inextensibles et incompressibles et qu'ils n'ont pas de forme propre mais qu'ils épousent la forme qu'ils traversent. Plus particulièrement, la pulvérisation consiste à fractionner une veine liquide en une multitude de gouttelettes plus ou moins fines .
Classiquement, les dispositifs de pulvérisation sont constitués d'un réservoir, contenant le liquide, d'une chambre de mise sous pression dudit liquide, d'un ou plusieurs tuyaux d'éjection et, à l'extrémité desdits tuyaux, de buses de pulvérisation. Les buses ont pour principal objectif d'assurer la fragmentation du liquide, tout en réglant le débit, la taille des gouttes ainsi que l'angle de pulvérisation.
En pratique, le débit est déterminé principalement par la section de l'orifice de passage de la buse, mais il dépend également des propriétés mêmes du liquide pulvérisé, à savoir sa densité, sa viscosité ou encore sa tension superficielle. En effet, il apparaît évident que, à pression constante, plus un liquide sera dense et/ou visqueux plus le débit de pulvérisation sera faible. Pour ce qui est de la tension superficielle, sous l'action des forces intermoléculaires, la surface libre des liquides se comporte comme une fine membrane élastique qui tend à être la moins étendue possible. Cela a pour résultat qu'un liquide dont la tension superficielle est très élevée sera difficilement pulverisable et la pression d'alimentation devra être considérablement augmentée pour pouvoir assurer une pulvérisation convenable.
Le choix d'une taille de gouttes, autrement appelée granulométrie, est aussi important. Par exemple, pour une pulvérisation demandant un échange maximal entre le liquide pulvérisé et son environnement immédiat, il sera nécessaire de choisir un type de buse offrant la plus grande finesse de gouttelettes. A contrario, si l'objectif recherché est une pulvérisation ciblée à longue distance, il sera nécessaire de choisir le type de buse donnant des gouttelettes relativement grosses. En outre, le type de buse sélectionné devra tenir compte du débit de pulvérisation du fait que plus le débit est faible et la pression élevée, plus la taille des gouttelettes aura tendance à diminuer.
En dernier lieu, une pression minimale est indispensable pour que l'angle de pulvérisation soit correctement formé. Une pression insuffisante ne donne pas assez d'énergie cinétique aux particules de liquide pour former un jet correct et une pression trop élevée entraîne une diminution de l'angle formé. Cependant, la gestion de ces paramètres ne suffit pas à assurer un bon rendement de pulvérisation du fait que d'autres phénomènes extérieurs viennent s'ajouter. Outre des problèmes liés à une mauvaise utilisation des buses, au lessivage des sols ou encore à une usure incontrôlée desdites buses, il se produit un phénomène de dérive.
Le phénomène de dérive, qui consiste généralement en la dissémination du liquide pulvérisé dans l'air, est un problème qui est étudié depuis longtemps et de nombreux essais ont été effectués pour réaliser une buse de pulvérisation limitant au maximum la dérive du produit .
En effet, une quantité non négligeable de liquide peut être dispersée à l'écart de la cible du fait de cette dérive et, pour y remédier, l'utilisateur a tendance à augmenter la quantité de liquide pulvérisé, ce qui ne peut qu ' être néfaste pour 1 ' environnement .
Il a été démontré que le phénomène de dérive est en partie lié à la granulométrie des gouttes au niveau de la sortie de la buse. Plus particulièrement, plus les gouttes ont un gros diamètre, moins elles seront sensibles à la dérive. Un moyen de limiter la dérive consiste donc à créer une perte de charge au sein de la buse, en créant par exemple une chambre de décompression, permettant ainsi, comme décrit plus haut, d'obtenir des gouttelettes de plus gros diamètre.
Les buses de pulvérisation tiennent donc un rôle primordial quant à l'efficacité de la pulvérisation.
Il existe actuellement plusieurs types de buses qui peuvent être classées, de manière générale, en deux catégories en fonction de la forme de jets qu'elles permettent d'obtenir, à savoir des jets plats ou des jets coniques .
Des jets plats sont obtenus par l'utilisation de
"buses à fente" qui fonctionnent généralement sur le principe de l'impaction, c'est-à-dire qu'une ou plusieurs veine (s) de fluide ayant une vitesse propre est (sont) amenée (s), par un artifice quelconque, à rentrer en contact avec une paroi ou les unes avec les autres de manière à former un jet de pulvérisation possédant des caractéristiques propres dépendant des paramètres du fluide, de la géométrie de la paroi ou encore du milieu dans lequel le jet sera émis.
De telles buses sont généralement constituées d'un impacteur ou injecteur et d'une pastille de calibration. Lesdits impacteur/injecteur et pastille de calibration peuvent éventuellement, dans certaines applications, être couplés à un système venturi .
L ' impacteur/injecteur a pour fonction principale d'assurer la formation des gouttes et de modifier l'angle de pulvérisation. L'ajout d'une pastille de calibration permet, de manière générale, de modifier le débit de la pulvérisation.
Il est à noter que, d'une manière générale, de telles distinctions quant aux fonctions respectives des divers éléments internes constituant les buses ne sont que purement théoriques. En pratique, il faut comprendre que l'ensemble des fonctions obtenues avec un type donné de buse résulte, non pas de la juxtaposition des fonctions respectives de chacun des constituants, mais de la combinaison desdites fonctions qui aboutit à un résultat commun. Une telle distinction de fonction n'est faite ici que dans un but de clarté afin de faciliter la compréhension de la présente invention.
Pour en revenir aux buses à fente, selon les applications envisagées, il peut être souhaitable de leur ajouter un venturi, c'est-à-dire une structure dont la section passe par un minimum, qui permet d'assurer 1 ' éclatement des bulles pulvérisées sur la cible tout en augmentant leur vitesse.
Toutefois, ces buses, avec des propriétés anti-dérive identiques, ne sont pas pleinement satisfaisantes du fait de la trajectoire des gouttes, en plan, obtenue. En effet, une telle trajectoire offre une mauvaise pénétration de la végétation, ce qui peut être rêdhibitoire pour certaines applications .
En outre, les pressions de travail pour les buses à fentes ne dépassent pas 5 bar et leur conception n'est pas adaptée pour résister longtemps à des pressions pouvant aller de 10 à 25 bar.
En outre, il a également été observé que des jets de pulvérisation formant des cônes, creux ou pleins, sont moins sujets aux phénomènes de dérive que ne le sont des jets classiques, tels que les jets plats ou rectilignes, obtenus avec lesdites buses à fente.
Les buses dites "à pulvérisation conique" fonctionnent généralement sur le principe de la mise en giration du fluide, c'est-à-dire que le liquide est mis en rotation au sein de la buse, ce qui permet, en sortie de buse, d'obtenir un jet de forme conique, plein ou creux, couvrant une grande surface .
Ces buses sont généralement constituées d'une pièce appelée "convergent", responsable de la formation des gouttes ainsi que de l'angle de pulvérisation, et d'une pièce appelée "divergent", responsable de la taille des gouttes mais aussi du débit de pulvérisation. Comme dans le cas des buses à fente, il peut être adjoint un venturi.
On connaît également des buses anti-dérive comprenant, outre un divergent et un convergent, une pastille de calibration. Une telle structure a pour effet de limiter la fonction du convergent à la taille des gouttes, le débit étant, quant à lui, contrôlé par ladite pastille de calibration. Les • divergents se présentent généralement sous la forme d'une hélice, pouvant avoir, de manière générale, deux pales, ou davantage, chaque pale définissant avec la pale qui lui est directement adjacente un canal par lequel passe le liquide pulvérisé. De telles hélices sont classiquement appelées "hélices à canaux latéraux" .
Lorsque le liquide est amené sous pression dans la buse, celui-ci va suivre les canaux latéraux constitués entre lesdites pales, ce qui transformera l'énergie axiale du jet en énergie centrifuge.
En outre, le fait de passer à travers un divergent augmente la perte de charge en amont du convergent, ce qui permet d'obtenir des gouttelettes de plus gros diamètre et limite d'autant plus le phénomène de dérive.
Bien que ces buses constituent un réel progrès quant à la lutte contre le phénomène de dérive des liquides pulvérisés, elles n'en présentent pas moins certains inconvénients.
En effet, la réalisation de telles buses nécessite que ces dernières aient une taille relativement grande, ce qui constitue un inconvénient majeur dans le cas de buses agricoles pour le passage, par exemple, dans une végétation qui risque d'accrocher et de casser les buses dépassant des carters de protection. De plus, outre le fait qu'il est nécessaire de laisser un espace pour faire passer le liquide de l'axe du venturi à la périphérie de l'hélice, ladite hélice est particulièrement fragile et difficile à dimensionner sur une large gamme de débits sans avoir à se pénaliser du point de vue de la longueur de la buse ou de l'énergie cinétique du liquide.
En outre, les buses existantes de ce type qui sont particulièrement sensibles au bouchage, ne sont pas démontables à des fins de nettoyage, d'où des rendements de pulvérisation assez faibles, par exemple, lorsqu'un produit relativement visqueux a été utilisé. En effet, de nombreux produits utilisés ont tendance à sêdimenter en fin de traitement et ainsi à colmater les orifices. Une autre conséquence de leur indémontabilité est que chaque buse a des caractéristiques propres fixées par fabrication et il n'est pas possible de modifier l'une ou l'autre de ces caractéristiques selon les besoins. Par exemple, une buse donnée ne peut être utilisée que pour une gamme de pression donnée.
Il n'existe donc pas, à ce jour, de buse de pulvérisation de taille réduite, démontable, nettoyable et pouvant être utilisée à haute pression (20 bar) comme à basse pression (3 bar) .
La présente invention vise à pallier l'ensemble de ces inconvénients en proposant une buse de pulvérisation constituée, d'une manière connue en soi, d'un corps définissant une cavité axiale et présentant, à l'une de ses extrémités, un orifice d'admission de liquide à pulvériser et, à l'autre extrémité, un orifice de pulvérisation, ladite buse comprenant, logés dans sa cavité, de l'amont à l'aval par référence au sens d'écoulement X-X' du liquide, une pastille présentant un passage axial de calibration du flux de liquide qui communique avec ledit orifice d'admission, une pièce dite "divergent" dont la géométrie est adaptée à diviser le flux de liquide en filets et les mettre en rotation, et une pièce dite "convergent" présentant un passage aval qui communique avec ledit orifice de pulvérisation et dont la géométrie est adaptée à rassembler lesdits filets en un jet unique et à contribuer à l'obtention de l'angle de pulvérisation voulu, ladite pastille de calibration étant solidaire d'un bouchon enfilé hermétiquement dans la cavité du corps de buse et ledit convergent étant solidaire dudit corps de buse, la buse selon 1 ' invention étant caractérisée en ce que ledit bouchon comporte au moins une zone de préhension dépassant dudit corps de buse et en ce que ledit divergent consiste en une pièce indépendante immobilisée dans la cavité dudit corps de buse à un niveau tel qu'une chambre est ménagée entre ledit divergent et ledit convergent .
Ainsi, conformément à la présente invention, il est possible de retirer le bouchon de la buse, du fait de la présence d'une zone de préhension prévue à cet effet, et de dissocier ledit divergent dudit corps de buse. Une telle dissociation permet - outre d'avoir accès à l'ensemble du corps de buse, au divergent et au convergent afin de les nettoyer dans leur intégralité - de donner une structure modulaire à la buse, rendant possible le remplacement du divergent par un autre divergent ayant des caractéristiques différentes, notamment pour adapter la buse à la pression qui sera utilisée.
En pratique, lesdits pastille de calibration, divergent et convergent sont agencés de sorte que soient ménagées respectivement, d'une part, entre ladite pastille et ledit divergent et, d'autre part, entre ledit divergent et ledit convergent, une première et une seconde chambres.
Ladite première chambre a pour fonction première d'assurer le déploiement du liquide depuis la pastille vers le divergent. Une seconde fonction de ladite première chambre, dans le cas de l'utilisation d'un venturi, est de permettre le mélange entre le liquide et l'air apporté par ledit venturi et donc de favoriser la formation des gouttes. Cette chambre se présente, dans une forme d'exécution préférée, sous la forme d'un entonnoir orienté partie étroite côté amont mais peut se présenter sous quelque forme que soit à la condition qu'elle ne masque pas les orifices du divergent.
En ce qui concerne la seconde chambre, celle-ci est nécessaire à la mise en rotation du liquide. En effet, il se produit, du fait de cette chambre, une aspiration d'air naturelle par l'orifice de pulvérisation et le convergent, aboutissant à la formation d'une "colonne d'air" au sein de ladite seconde chambre. Le liquide, en sortant du divergent, soumis à une force centrifuge, va venir former une couche autour de ladite colonne d'air et, de ce fait, se mettre en rotation uniforme à la manière d'une "tornade". Le liquide pourra alors être éjecté par l'orifice de pulvérisation de ladite buse sous la forme d'un jet conique en rotation.
Selon une forme d'exécution particulièrement préférée de la buse objet de la présente invention, le divergent est immobilisé dans la cavité du corps de buse, côté aval, par simple appui contre une zone de profil approprié de la paroi de ladite cavité et, côté amont, par ledit bouchon.
Selon une forme d'exécution pratique de la présente invention, la zone de profil approprié de la paroi de la cavité revêt la forme d'un épaulement ou d'une portée conique .
De préférence, sur toute sa périphérie, le divergent est en contact franc, côté aval, avec le corps de buse et, côté amont, avec le bouchon.
Selon une autre forme d'exécution possible, le divergent est immobilisé directement sur le bouchon, par exemple, par vissage, clipsage, etc. Cette immobilisation du divergent sur le bouchon peut être combinée, ou non, avec l'appui sur une zone de profil approprié de la cavité du corps de buse. Si le divergent n'est immobilisé que sur le bouchon et se trouve ainsi "suspendu" au-dessus du convergent, le mode de fixation devra être suffisamment fort pour résister à la pression exercée par 1 ' écoulement du liquide à pulvériser, tout en restant facilement démontable par un utilisateur.
La réunion entre le divergent et le bouchon peut se faire en prévoyant, sur la face amont du divergent, une protubérance susceptible d'être reçue dans un évidement de forme correspondante ménagé dans la face aval du bouchon et à y être retenue .
La réunion entre le bouchon et le divergent, non seulement facilite la manipulation des différents constituants de la buse objet de l'invention, mais également favorise le maintien en place, et selon le même axe, de ces différents constituants.
En ce qui concerne le bouchon, celui-ci doit être maintenu de manière hermétique dans le corps de buse. Bien que toute technique connue de l'homme de l'art pour assurer un tel maintien puisse être utilisée, un moyen préféré consiste à maintenir en place ledit bouchon dans le corps de buse par friction entre un joint torique assurant 1 ' étanchéité entre ledit bouchon et ledit corps .
L'utilisation d'un joint torique permet d'assurer, de manière simple, une réunion hermétique entre les pièces et de permettre une extraction relativement facile dudit bouchon. Il empêche, en outre, tout risque de solidarisation accidentelle entre ledit bouchon et ledit corps de buse, risque qui existe, par exemple, dans le cas de l'utilisation de systèmes de vissage ou d'emboîtage métallique qui auront tendance à rouiller et à se "gripper" .
Un autre point caractéristique de la buse objet de la présente invention réside dans la forme même du divergent utilisé. En effet, comme décrit plus haut, il est connu d'utiliser des divergents se présentant sous la forme d'hélices dont les pales définissent des canaux transformant l'énergie axiale du liquide à pulvériser en énergie centrifuge. Outre le fait que de telles hélices sont fragiles et ont des tailles relativement importantes, celles-ci nécessitent la présence d'un espace, appelé chambre de mélange, pour faire passer le liquide de l'axe du venturi à la périphérie de l'hélice.
Dans un souci de réduction de la taille de la buse objet de la présente invention, le divergent utilisé ne consiste plus en une hélice mais en un disque ayant des passages traversants obliques et/ou en portion d'hélice.
Ce disque peut être à faces plates ou comporter, dans sa zone centrale, des formes en saillie qui seront décrites plus loin.
Dans la pratique, le disque présente préfèrentiellement un diamètre d'encombrement compris entre 5 et 10 mm, le corps de buse ayant un diamètre interne correspondant pour un enfilage à frottement doux. Pour ce qui est de la longueur de la buse, celle-ci est comprise, de préférence, entre 11 et 25 mm et, plus particulièrement, est de 18 mm.
Le fait d'utiliser un divergent se présentant, non plus sous la forme d'une hélice, mais d'un disque permet, outre de réduire l'encombrement, d'utiliser la buse selon l'invention avec une gamme de pression beaucoup plus grande, jusqu'à environ 20 bar, ce qui n'était pas envisageable auparavant du fait de la fragilité de l'hélice due à la présence d'arêtes sur chaque canal. On notera que le principe même du divergent a été modifié en ce sens que celui-ci n'est plus responsable que de la taille des gouttes, et plus du débit de pulvérisation, ce dernier paramètre étant régi par la pastille de calibration (comme c'était le cas dans les buses à fente) .
Il apparaît donc clairement qu'un avantage supplémentaire de la présente invention est qu'elle permet de modifier la taille des gouttes tout en gardant un débit de pulvérisation constant.
Comme décrit plus haut, un autre avantage est qu'il est possible d'équiper la buse de l'un ou l'autre de plusieurs divergents interchangeables (différant par leur taille, forme, etc..) en fonction des besoins. Chaque divergent est, de préférence, réversible, ce qui évite à l'utilisateur de s'interroger sur le sens correct de mise en place dans le corps de buse.
Cependant, dans le cas où le divergent n'est pas réversible, il comporte, de préférence, un repère distinguant sa face amont de sa face aval.
Dans une forme d'exécution préférée, les passages du divergent ont une "surface globale" comprise entre environ 3 et environ 15 mm .
Par "surface globale" des passages, il faut comprendre la surface globale occupée par les creux, c'est- à-dire par les orifices des passages, sur chaque face du divergent .
En pratique, le divergent peut comporter de 1 à environ 6 orifices, mais de préférence il en comporte 2 à 4. En tout état de cause, il est à noter que le point important ne réside pas dans le nombre d'orifices mais dans la surface globale occupée par l'ensemble desdits orifices.
L'orifice de pulvérisation du convergent de la buse objet de la présente invention peut revêtir la forme circulaire plane du débouché d'un canal cylindrique, mais dans des formes d'exécution avantageuses, le canal cylindrique peut déboucher, côté aval, dans un espace concave elliptique ou dans un espace dont la forme complexe résulte d'une creusure ménagée dans une forme convexe et dont 1 ' axe de symétrie est perpendiculaire à celui dudit canal . Plus particulièrement, il est préféré que la plus grande dimension dudit espace elliptique ou de forme complexe soit comprise entre environ 1 et environ 3 mm.
Comme il a été décrit précédemment, il peut être envisagé de combiner à la structure de base de la buse selon l'invention, des moyens faisant office de venturi afin d'exercer une aspiration dans la première chambre.
Plus particulièrement, il peut être prévu que le bouchon présente, en aval de ladite pastille de calibration, des passages d'admission d'air transversaux, adaptés à venir dans l'alignement d'orifices d'accès d'air ménagés dans le corps de buse, et débouchant au niveau d'un passage pastille de calibration-divergent , de façon à créer un venturi .
Dans la pratique, les différents constituants de la buse objet de la présente invention peuvent être fabriqués en tout matériau approprié, comme des matériaux plastiques, des métaux coulés ou frittes ou encore des céramiques .
Toutefois, pour ses propriétés de dureté, il est préféré d'utiliser des céramiques, telles que des céramiques constituées d'alumines (oxydes d'aluminium), de zircones
(oxydes de zirconium) , ou bien d'associations des deux
(alumine-zircône) .
Selon un autre aspect, la présente invention envisage, du fait de la modularité de la buse, un kit de pulvérisation qui comprend une buse selon l'invention et un ou plusieurs divergents supplémentaires différant de celui inclus dans la buse par le nombre des passages et/ou le diamètre des passages et/ou la géométrie des passages et/ou la géométrie en coupe transversale du divergent . Un tel kit permet à l'utilisateur d'utiliser, à coût réduit, une seule et même buse dans un grand nombre d'applications en changeant uniquement le divergent. Ainsi, une même buse pourra être adaptée à diverses pressions, tailles de gouttes, débits, etc..
Enfin, la présente invention concerne également l'utilisation d'une buse ou d'un kit, tel (le) que décrit (e) plus haut, dans un dispositif de pulvérisation agricole.
La buse objet de la présente invention offre donc un grand nombre d'avantages tant au niveau de ses capacités anti-dérive que de sa facilité d'utilisation et de son entretien, avantages qui ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée suivante faite en relation avec les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente une coupe d'une première forme d'exécution de la buse selon la présente invention ; la figure 2a représente une coupe d'une seconde forme d'exécution de la buse selon la présente invention ; la figure 2b ne diffère de la figure 2a que par la représentation éclatée des éléments constitutifs de la buse ; la figure 3a représente une coupe d'une troisième forme d'exécution de la buse selon la présente invention ; la figure 3b ne diffère de la figure 3a que par la représentation éclatée des éléments constitutifs de la buse, le corps de buse et le convergent étant omis ; les figure 4a à 4d représentent, vu du dessus, un ensemble de divergents objet de la présente invention, une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 4a étant également représentée sous cette figure 4a ; les figures 5a à 5f représentent, en coupe, différents profils de divergents selon l'invention, et les figures 6a à 6d représentent, en coupe, différents profils de convergents selon l'invention, une vue du dessous des convergents des figures 6a, 6b, 6σ et 6d étant également représentée sous lesdites figures.
La figure 1, qui indique par F le sens d'écoulement du flux de liquide, représente une buse 11 conforme à la présente invention. Cette buse 11 est constituée d'un corps de buse 12 en forme de godet dont le fond présente une ouverture 13. La géométrie interne dudit corps de buse 12 détermine un premier épaulement 14 et, disposé en aval à une distance prédéterminée dudit premier épaulement, un second épaulement 15 de sorte que la cavité du corps de buse 12 comporte trois zones de section décroissante de l'amont vers l'aval (section __x en amont du premier épaulement 14, section Z2 comprise entre les premier et second épaulements 14 et 15, section Z3 en aval du second épaulement 15) . La buse selon l'invention comporte, en outre, une pièce 16 bicylindrique, dite "convergent", présentant une partie amont d'un diamètre à peine inférieur à celui de la deuxième section Z2 de la cavité du corps de buse et une partie aval d'un diamètre à peine inférieur à celui de la troisième section Z3 de ladite cavité, ce qui lui permet de coulisser dans ladite seconde section en venant reposer, au niveau de son changement de section, sur 1 ' épaulement 15, le jeu étant si faible entre les pièces que le convergent 16 se coince dans le fond de la cavité du corps de buse lorsqu'on l'y insère. Le convergent 16 présente un canal 17 selon l'axe X-X' de la buse. Le convergent 16 est dimensionné de telle sorte que sa face aval 18 soit légèrement en retrait par rapport à 1 ' ouverture 13 du corps de buse . La buse comporte, de plus, une pièce 19, dite "divergent", qui revêt la forme d'un disque à faces plates dont le diamètre est un peu inférieur à celui de la première section Z± de la cavité du corps de buse, ce qui lui permet de coulisser dans cette cavité en venant reposer sur 1 ' épaulement 14. Le divergent 19 présente des passages en portion d'hélice 20 dont un seul est visible sur la figure 1.
La buse 11 comporte, en outre, un bouchon 21 bicylindrique, présentant une partie amont 22 de section supérieure à celle de la première zone Zx de la cavité du corps de buse et une partie aval 23 de section un peu inférieure à celle de ladite première zone Zx de sorte que ladite partie aval 23 peut coulisser dans ladite zone Zx tandis que la partie amont 22 vient prendre appui sur la face amont du corps de buse 12. Une gorge 24 est ménagée dans la périphérie de la partie aval 23 et elle reçoit un joint torique 25.
La partie aval 23 a une hauteur telle que, lorsque la partie amont 22 est en appui sur la face amont du corps de buse 12, la face aval 26 du bouchon est en appui sur la face amont du divergent 19. Le bouchon 21 présente une cavité dont la section varie de l'amont à l'aval. Plus précisément, la cavité a tout d'abord une partie cylindrique 28 d'un premier diamètre, puis une partie cylindrique 29 d'un second diamètre inférieur au premier diamètre de sorte qu'un épaulement 30 est déterminé entre ces deux parties 28 et 29, puis une partie tronconique 31 qui définit une première chambre évasée vers 1 ' aval . Le plus grand diamètre de ladite chambre 31 est tel qu'aucun orifice de passage 20 du divergent 19 n'est couvert par le bouchon 21. Une seconde chambre 32 est définie entre la face aval du divergent 19 et la face amont du convergent 16.
La buse comporte enfin une pastille de calibration cylindrique 33, d'un diamètre à peine inférieur à celui de la partie cylindrique 28 de la cavité du bouchon 21 et d'une hauteur inférieure à celle de ladite partie cylindrique, de telle sorte que ladite pastille 33 peut être insérée dans cette partie et s'y coincer en reposant sur 1 ' épaulement 30, avec sa face amont en retrait par rapport à celle 27 du bouchon, en définissant un orifice d'admission 34. Un canal axial 35 est ménagé dans la pastille 33.
Le montage de la buse 11 se fait par simple empilage des pièces dans le corps de buse 12 : tout d'abord le convergent 16, puis le divergent 19, puis enfin le bouchon 21 muni de son joint torique 25 et de la pastille de calibration 33. On comprend que le divergent 19 est totalement libre et qu'il est immobilisé entre la face aval 26 du bouchon 21 et l' épaulement 14, le bouchon 21 étant lui-même tenu en place par la résistance au coulissement opposée par le joint torique 25.
De leur côté, la pastille de calibration 33 et le convergent 16 sont insérés à force dans leur logement respectif de sorte qu'ils demeurent en place. Ils sont toutefois délogeables par poussée inverse, si on le souhaite.
En fonctionnement, le liquide à pulvériser passe sous pression à travers l'orifice d'admission 34 et le canal 35 de la pastille de calibration 33 avant de se retrouver projeté dans la première chambre 31 où il subit une première perte de charge. Le liquide pénètre alors dans les passages 20 du divergent 19, où son énergie, jusqu'à présent axiale, est transformée en énergie centrifuge du fait de la configuration desdits passages 20 qui forcent le liquide à prendre une orientation circulaire. Le liquide émerge ensuite dans la seconde chambre 32 où il vient se "coller" autour d'une colonne d'air naturellement formée par aspiration de l'air extérieur au travers l'orifice de pulvérisation 13 dudit corps de buse 12 et du canal 17 du convergent 16. En fonction des paramètres du liquide à pulvériser et du dimensionnement des éléments constituant la buse, le liquide vient former une couche plus ou moins épaisse autour de ladite colonne d'air dans la chambre 32 et c'est ce phénomène physique qui permet de projeter à travers le canal 17 et l'orifice 13 un jet de type à cône creux avec effet anti-dérive.
Dans l'ensemble des autres figures, les mêmes références numériques seront employées pour désigner les mêmes éléments que ceux précédemment décrits, éléments qui ne seront pas décrits de nouveau. Les figures 2a et 2b représentent une autre forme d'exécution de la présente invention dans laquelle il est prévu un venturi 42. A cette fin, la deuxième partie cylindrique telle que prévue dans la cavité du bouchon 21 de la forme d'exécution de la figure 1 est remplacée par une tuyère convergente-divergente axiale 43 en communication avec deux passages transversaux 44. Des passages 45 en vis-à-vis sont ménagés dans le corps de buse 12. La tuyère 43 débouche dans l'extrémité amont de la première chambre 31. Dans ce cas précis, la chambre 31 assure le mélange de l'air injecté et du liquide à pulvériser, ce qui facilite l'obtention de gouttes. La buse des figures 2a et 2b diffère en outre de celle de la figure 1 en ce sens que la première partie cylindrique de la cavité du bouchon 41 est surmontée d'une partie évasée 46 de sorte que la pastille de calibration 33 est plus en retrait par rapport à la face amont 27 du bouchon que dans le cas de la buse de la figure 1.
Le fait de rabaisser ainsi la position de la pastille de calibration 33 a pour effet de diminuer la distance entre la pastille de calibration 33 et les passages transversaux 44 ce qui permet d'obtenir un effet de détente maximal à l'intérieur de la tuyère 43. Cela a pour effet de faciliter l'amorçage du venturi.
D'autre part, l'enfoncement de la pastille permet indirectement de mieux guider et stabiliser le fluide qui pourrait avoir été perturbé par la canalisation amont . Les figures 3a et 3b représentent encore une autre forme d'exécution de l'invention, qui diffère essentiellement de celle des figures 2a et 2b par le mode de montage du divergent 50. Dans ce cas, en effet, la partie tronconique 31 de la cavité du bouchon 41 des figures 2a, 2b est remplacée, dans le bouchon 51, par une partie sensiblement cylindrique 52 à laquelle fait suite une partie 53 suffisamment évasée pour que le bouchon 51 ne couvre pas l'accès aux passages tels que 20 du divergent 50. La face amont du divergent 50 présente une protubérance axiale 54 sensiblement cylindrique d'un diamètre à peine inférieur à celui de la partie 52 de la cavité du bouchon 51 de sorte qu'elle peut y être insérée et retenue par friction.
Il ressort de manière évidente des figures 2b et 3b que le bouchon, respectivement 41 et 51, est extractible du corps de buse, le divergent étant soit simultanément extrait (cas du divergent 50 des figures 3a, 3b) , soit séparément extrait, simplement en retournant la buse (cas du divergent 19 des figures 2a, 2b) .
Les figures 4a à 4d représentent, quant à elles, plusieurs modèles de divergent, vus de dessus, et conformes à l'objet de la présente invention.
Plus particulièrement, ces divergents se présentent tous sous la forme de disques et ils diffèrent les uns des autres par le nombre et/ou la configuration des passages qui y sont ménagés .
Le divergent 60a de la figure 4a comporte deux passages 61a obliques. Le divergent 60b de la figure 4b comporte également deux passages 61b mais en portion d'hélice. Le divergent 60c de la figure 4c comporte trois passages 61c semblables aux passages 61b et le divergent 60d de la figure 4d comporte quatre passages 61d semblables aux passages 61a. Comme on le voit, ces passages 61a-61d sont répartis de manière symétrique sur l'ensemble de la surface des disques 60a-60d et sont au moins obliques par rapport à un axe perpendiculaire à la surface des disques. L ' angle formé avec ledit axe peut être plus ou moins important et être compris, de préférence, entre environ 30 et environ 50° par rapport à l'axe de la pièce.
Les figures 5a à 5f représentent chacune des variantes, sous une forme non réversible (figure 5a-5c) ou réversible (figures 5d-5f) , de divergents utilisables dans une buse selon la présente invention. Plus particulièrement, les figures 5a et 5d représentent des divergents 70a, 70d présentant respectivement sur leur surface amont ou sur les faces amont et aval, une protubérance conique 71a ou biconique 71d pleines, l'intérêt d'une protubérance biconique étant de pouvoir utiliser les divergents de manière réversible. Les figures 5c et 5f montrent des divergents 70c, 70f qui diffèrent de ceux des figures 5a, 5d en ce sens que la forme conique des protubérances 71a, 71d est remplacée par une forme hémisphérique 71c, 71f. Les divergents des figures 5b et 5e reprennent les mêmes formes que celles des figures 5c et 5f pour leurs protubérances 71b, 71e mais, au lieu d'être pleines, ces protubérances sont percées d'un passage 72b, 72e. Ce passage 72b permet au fluide de produire un cône de pulvérisation plein, en opposition aux cônes de pulvérisation creux habituellement utilisés.
Tous les divergents représentés comportent des passages 61a comme le divergent de la figure 4a.
Les figures 6a à 6d représentent, quant à elles, différents profils de convergents selon l'invention. La figure 6a montre le convergent 16 utilisé dans la forme d'exécution des figures 1, 2a-b et 3a-b. Le convergent 16b de la figure 6b en diffère par le fait qu'au lieu d'avoir un canal 17 cylindrique sur toute sa longueur, son canal 17b comporte une partie tronconique dans sa moitié supérieure et une partie cylindrique dans sa moitié inférieure .
La figure 6c montre une autre forme d'exécution d'un convergent 16c qui diffère du convergent 16b en ce sens que sa face aval n'est pas plane. Ainsi, la face aval du convergent 16c est convexe et creusée d'une gorge 80 dans laquelle débouche le passage 17c
Quant au convergent 16d, sa face aval est plane, mais creusée d'un évidement elliptique 81 dans lequel débouche le passage 17d.
De telles différences de forme au niveau de l'orifice de pulvérisation des convergents permettent de modifier l'angle de pulvérisation ainsi que la forme du cône de pulvérisation . Plus particulièrement, la modification du cône de pulvérisation circulaire en un cône elliptique permet d'améliorer l'efficacité d'échange entre le flux d'air porteur et le jet de pulvérisation. L'aplatissement du jet correspond environ à un facteur 2 entre le plus grand angle, idéalement 80°, et le plus petit, idéalement 40°. Dans la pratique, le jet elliptique constitue un intermédiaire entre, d'une part, une buse à fentes pour ce qui est de l'aspect orientation du jet par rapport à la rampe de buses et, d'autre part, une buse à jet conique pour l'aspect trajectoire des gouttes permettant une pénétration efficace dans la végétation. Le jet de buse doit être orienté par rapport à la rampe de buses de manière à offrir l'angle maximal avec une légère incidence parallèlement à la rampe de buses. Il s'ensuit une augmentation du rendement de la quantité de liquide projeté sur la cible.

Claims

REVENDICATIONS
1. Buse de pulvérisation (11) constituée d'un corps (12) définissant une cavité axiale et présentant, à l'une de ses extrémités, un orifice (34) d'admission de liquide à pulvériser et, à l'autre extrémité, un orifice de pulvérisation (13), ladite buse (11) comprenant, logés dans sa cavité, de l'amont à l'aval par référence au sens d'écoulement X-X' du liquide, une pastille (33) présentant un passage axial (35) de calibration du flux de liquide qui communique avec ledit orifice d'admission (34), une pièce dite "divergent" (19 ; 50 ; 60a-60d ; 70a-70f) dont la géométrie est adaptée à diviser le flux de liquide en filets et les mettre en rotation, et une pièce dite "convergent" (16 ; 16b-16d) présentant un passage axial
(17 ; 17b-17d) qui communique avec ledit orifice de pulvérisation (13) et dont la géométrie est adaptée à rassembler lesdits filets en un jet unique et à contribuer à l'obtention de l'angle de pulvérisation voulu, ladite pastille de calibration (33) étant solidaire d'un bouchon (21 ; 41 ; 51) enfilé hermétiquement dans la cavité du corps de buse (12) et ledit convergent (16; 16b-16d) étant solidaire dudit corps de buse (12) , caractérisée en ce que ledit bouchon (21 ; 41 ; 51) comporte au moins une zone de préhension (22) dépassant dudit corps de buse (12) , et en ce que ledit divergent (19 ; 50 ; 60a-60d ; 70a-70f) est une pièce indépendante immobilisée dans la cavité dudit corps de buse (12) à un niveau tel qu'une chambre (32) est ménagée entre ledit divergent (19 ; 50 ; 60a-60d ; 70a-70f) et ledit convergent (16; 16b-16d) .
2. Buse selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit divergent (19 ; 50 ; 60a-60d ; 70a-70f) est immobilisé dans la cavité du corps de buse (12) , côté aval, par simple appui contre une zone de profil approprié (14) de la paroi de ladite cavité et, côté amont, par ledit bouchon (21 ; 41 ; 51) .
3. Buse selon la revendication 1 ou 2 , caractérisée en ce que ladite zone de profil appropriée revêt la forme d'un épaulement (14) ou d'une portée conique.
4. Buse selon la revendication 1, caractérisée en ce que, sur toute sa périphérie, le divergent (19 ; 50 ; 60a-
60d ; 70a-70f) est en contact franc côté aval, avec le corps de buse (12) et, côté amont, avec le bouchon (21 ; 41 ; 51) .
5. Buse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit divergent
(50 ; 70a-70f) présente, sur sa surface amont, une protubérance (54 ; 71a-71f) susceptible d'être reçue dans un évidement (52) de forme correspondante ménagé dans la face aval dudit bouchon (51) et à y être retenue.
6. Buse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit bouchon (21 ; 41 ; 51) est maintenu en place dans le corps de buse (12) par friction entre un joint torique (25) assurant 1 ' étanchéité entre ledit bouchon (21 ; 41 ; 51) et ledit corps (12) .
7. Buse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit divergent
(19 ; 50 ; 60a-60d ; 70a-70f) est un disque ayant des passages (20 ; 61a-61d) traversants obliques et/ou en portion d'hélice.
8. Buse selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit disque (19 ; 60a-60d ; 70d-70f) est réversible.
9. Buse selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit disque comporte un repère distinguant sa face amont de sa face aval .
10. Buse selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que lesdits passages (20 ; 61a-61d) dudit divergent (19 ; 50 ; 60a- 60d ; 70a-70f) ont une "surface globale" comprise entre environ 3 et environ
11. Buse de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le canal (17c ; 17d) du convergent (16c ; 16d) débouche, côté aval, dans un espace concave elliptique (81) ou dans un espace dont la forme complexe résulte d'une creusure (80) ménagée dans une forme convexe et dont 1 ' axe de symétrie est perpendiculaire à celui dudit canal . 12. Buse de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit bouchon (41 ; 51) présente, en aval de ladite pastille de calibration (33), des passages d'admission d'air transversaux (44), adaptés à venir dans l'alignement d'orifices d'accès d'air (45) ménagés dans le corps de buse
(12) et débouchant au niveau d'un passage convergent- divergent (43) , de façon à créer un venturi (42) .
13. Buse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le divergent (19 ; 50 ; 60a-60d ; 70a-70f) a un diamètre d'encombrement compris entre 5 et 10 mm.
14. Buse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que sa longueur est comprise entre 11 et 25 mm, et est de préférence de 18 mm.
15. Kit de pulvérisation comprenant une buse selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 et un ou plusieurs divergents (19 ; 50 ; 60a-60d ; 70a-70f) supplémentaires différant de celui inclus dans la buse par le nombre des passages (20 ; 61a-61d) et/ou le diamètre des passages (20 ; 61a-61d) et/ou la géométrie des passages (20 ; 61a-61d) .
16. Utilisation d'une buse selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, ou d'un kit selon la revendication 15, dans un dispositif de pulvérisation agricole.
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