FR2525288A1 - Dispositif de commande d'une pompe alternative, en particulier pour pulverisateur a usage agricole - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF DE COMMANDE D'UNE POMPE ALTERNATIVE ALIMENTANT UN APPAREIL, TEL QU'UN PULVERISATEUR DE LIQUIDE AGRICOLE, PORTE PAR UN CHASSIS 2, LE VOLUME REFOULE PAR LA POMPE ETANT PROPORTIONNEL A L'AVANCEMENT DE L'APPAREIL, LA POMPE ALTERNATIVE 1 ETANT ENTRAINEE PAR UN MOTEUR HYDRAULIQUE VOLUMETRIQUE 11 ALIMENTE EN FLUIDE MOTEUR A PARTIR D'UNE SOURCE DE FLUIDE SOUS PRESSION, LE MOTEUR HYDRAULIQUE 11 ETANT CONSTITUE PAR UN VERIN A DOUBLE EFFET COMMANDE PAR UN INVERSEUR DESTINE A INVERSER A CHAQUE FIN DE COURSE DU VERIN, L'ALIMENTATION DES DEUX CHAMBRES DU VERIN 11, CARACTERISE EN CE QUE LEDIT INVERSEUR EST CONSTITUE PAR UN DISTRIBUTEUR 19 ASSOCIE A DES DETECTEURS DE FIN DE COURSE ELECTRIQUES, HYDRAULIQUES OU PNEUMATIQUES 27, 28 ACTIONNES PAR UN ORGANE 14, 30 SOLIDAIRE DE LA TIGE 10 DE PISTON DE LADITE POMPE 1.

Description

La présente invention est relative à un dispositif de commande d'une pompe alternative alimentant un appareil, tel qu'un pulvérisateur de liquide agricole, porté par un châssis muni de roues d'appui sur le sol,qui ont avec la pompe une liaison telle que le volume refoulé par la pompe est proportionnel à l'avance- ment.

Les dispositifs connus de ce type comportent une transmission mécanique, qui relie l'arbre d'une roue de l'appareil à un mécanisme à bielle et manivelle entraînant la pompe alternative, l'énergie motrice de la pompe etant ainsi prélevée sur la roue entrainée par adhérence au contact du sol.

Cette énergie est donc sous la dépendance de la charge verticale appliquée sur la roue et du coefficient d'adhérence, qui est lui-même lié au dessin et à l'état d'usure du pneumatique utilisé. L'énergie disponible est par conséquent à la fois limitée et variable.

Dans le cas d'un pulvérisateur pour l'agriculture, elle est d'autant plus variable que la charge verticale sur la roue est importante lorsque le réservoir de liquide à
pulvériser est plein et qu'elle diminue beaucoup lorsque le réservoir est presque vide.

I1 en résulte que les dispositifs de commande connus conviennent bien pour un travail de la pompe à basse ou à moyenne pression mais qu'ils ne sont pas adaptes pour un travail à haute pression, qui est exige dans certains cas pour un épandage réalisé par un pulvÉ- risateur de liquide à usage agricole.

Un a proposé de réaliser un perfectionnement des dispositifs de commande du type mentionné qui permette en toutes circonstances à la pompe alternative de produire un refoulement à haute pression proportionnel à l'avancement. Selon ce perfectionnement, la pompe alter native est entraînée par un moteur hydraulique volumétrique alimente en fluide moteur a' partir d'une source de fluide sous pression, le volume de fluide sous pression admis dans ce moteur étant déterminé suivant une loi proportionnelle par la rotation d'un galet de friction appliqué sur un disque de la roue ou de i'une des roues du chassies.

Cette solution substitue donc pour l'entrainement de la pompe, à l'énergie disponible sur la roue mue en rotation par adhérence sur le sol une source extérieure, qui dans le cas d'un pulvérisateur pour l'agriculture est constituée par la centrale hydraulique toujours prévue sur le tracteur auquel le pulvérisateur est attelé. L'entraînement de la pompe cesse donc d'être tributaire des limitations liées à l'adhérence de la roue sur le sol.Le couple prélevé sur le disque de roue par le galet de friction est insignifiant car ce galet est un simple capteur qui mesure le chemin parcouru et fait tourner, sans dépense appréciable d'énergie, un organe dont la fonction est simplement de trans for- mer suivant un rapport défini la grandeur angulaire transmise par le galet en une mesure de volume appliquée au fluide sous pression, dont l'énergie meut la pompe alternative, qui peut donc travailler à une pression quelconque compatible avec la puissance de la source.

Selon la solution connue définie ci-dessus, le moteur hydraulique est un vérin à double effet associé à un dispositif hydromécanique prévu pour inverser, à chaque fin de course du vérin, l'alimentation des deux chambres du vérin, les tiges du piston de pompe et du piston de vérin étant articulées sur un même levier transmetteur de force. Grâce à cette caractéristique, le volume refoula pendant chaque course de pompe peut être rendu parfaitement continu, moyennant le choix d'une même valeur pour le rapport des sections du piston et de la tige de piston dans la pompe alternative et dans le vérin à double effet.

Le dispositif inverseur comprend un distributeur hydraulique dont le tiroir coulissant peut occuper deux positions correspondant à l'alimentation des chambres respectives du vérin, dont l'une est définie par l'action d'un ressort et dont l'autre résulte du déplacement dans un sens défini d'un organe d'actionnement, de préférence pivotant, soumis lui-même à l'action d'un élément solidaire en translation de la tige de piston de la pompe, sollicité élastiquement dans le sens corespondant à la neutralisation du ressort du tiroir et réalisé par exemple sous la forme d'un galet, tout en étant astreint à coopérer alternativement, en correspondance avec les courses respectives du piston de la pompe, avec les deux faces d'une came plate mobile, l'agencement étant tel qu'à chaque fin de course le galet échappe à la came et que la position du tiroir de distributeur s'inverse.

Un tel agencement présente l'inconvénient d' au tre mal adapté aux faibles débits de l'ordre de 100 litres à l'hectare qui tendent à se généraliser dans les grandes cultures.

L'invention vise donc à créer un dispositif de commande d'une pompe alternative, en particulier pour pulvérisateur à usage agricole, qui tout en étant d'une construction simplifiée par rapport aux dispositifs connus puisse être adapté à de faibles débits.

Elle a donc pour objet un dispositif de commande d'une pompe alternative alimentant un appareil,
tel qu'un pulvérisateur de liquide agricole, porte par un châssis, le volume refoulé par la pompe étant proportionnel à l'avancement de l'appareil, la pompe alternative étant entraînée par un moteur hydraulique volumétrique alimenté en fluide moteur à partir d'une source de fluide sous pression, 1E- motsur hydraulique tant constitué par un vérin à doubla effet commandé par un inverseur destinez;; à inverser à chaque fin de course du vérin l'alimentation des deux chambres du vrin, carac téris- en ce que ledit inverseur est constitué par un distributeur associe à des détecteurs de fin de course lectriques, hydrauliques ou pneumatiques, actionnes par un organe solidaire de la tige de piston de ladite pompe.

D'autres caractiristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en rèference aux dessins annexées, don ns uniquement à titre d'exemple et sur iesquels ::
- la Fig.l est une vue schématique en coupe d'un pulvérisateur à usage agricole comportant une pompe alternative commandée par un vérin hydraulique auquel est associé l'inverseur suivant l'invention;
- la Fig.2 est une vue partielle de dessus montrant la disposition des contacteurs de fin de course qui font partie d'un inverseur suivant l'invention;
- la Fig.3 est une vue partielle en élévation de l'agencement des contacteurs de fin de course de la
Fig.2;
- ia Fig.4 est un schéma électrique de l'inverseur de l'alimentation des chambres du vérin d'ac-tionnement de la pompe; et
- les Fig. 5 et 6 sont des schéma d'une variante à commande pneumatique ou hydraulique de l'inverseur suivant l'invention.

Le pulvérisateur partiellement représenté à la
Fig.l est destin à ltepandage sur un sol à traiter d'un liquide, par exemple d'un engrais, par l'intermédiaire d'une rampe de pulvérisation, non représentée, qui est alimentée par une pompe alternative 1 monte à l'avant d'un chAssis 2 muni de deux roues 3 prenant appui sur le sol et attelé à un tracteur comportant une centrale hy hydraulique non représentée.

Le corps 4 de la pompe 1 est muni de deux tubulures d'admission 6 reliées par un conduit 7 à un réservoir de liquide R supporté par le châssis 2 et de deux tubulures de refoulement 8 communiquant avec un conduit d'alimentation 9 relié par l'intermédiaire d'une cloche à air, non représentée, à une rampe d'épandage.

La tige de piston 10 de la pompe I est animée d'un mouvement de va et vient sous l'effet d'un vérin hydraulique à double effet 11 dont la tige 12 est articulée en 13 sur un levier 14 monté oscillant à son extrémité inférieure 15 sur le châssis 2 et dont l'extrémité supérieure 16 est articulée sur une biellette 17 articulée elle-même en 18 sur l'extrémité de la tige de piston 10 de la pompe 1. Le vérin 11 est relié à un distributeur hydraulique 19 qui fait partie d'un dispositif inverseur 20 dont la fonction est d'alimenter alternativement les deux chambres de travail du vérin 11 en fluide sous pression à partir de la source constituée par la centrale du tracteur.

Pour que la quantité de liquide épandue sur le sol par la rampe de pulvérisation soit rigoureusement proportionnelle à l'avancement du pulvérisateur, le volume de fluide sous pression admis dans le vérin ll par l'intermédiaire du distributeur 19 est dosé par un distributeur volumétrique rotatif 21 interposé dans les conduites 22,23 de liaison de la centale du tracteur au distributeur 19. Le distributeur volumétrique 21 est de construction bien connue et ne sera donc pas décrit en détail. I1 comporte un rotor entraîné en rotation par un arbre horizontal 24 à l'une des extrémités duquel est fixé un galet de friction 25 appliqué sous pression au contact d'un disque vertical 26 fixé sur la face interne de la jante d'une roue 3.

Le distributeur 19 est un oistributcur à commande électromagnétique auquel sont associes deux contacteurs de fin de course 27 et 2a actionnés par le levier 14 et dont l'agencement est représenté aux Fig.2 et 3.

Ainsi qu'on peut le voir à la Fig.2, la tige 10 du piston de la pompa 1 presente à son extrémité libre une chape 29+sur laquelle est articulée la biellette 17 dont l'extrémité libre est à son tour articulée sur le levier 14 qui, dans le présent mede de réalisation est un levier à deux branches parallblesX La branche du levier 14 qui se trouve en regard des contacteurs 27 et 28 porte une came 30 en mati-ore isolante telle que du nylon, destinée à actionner les contacts mobiles 31 des contacteurs 27 et 28.

Ainsi qu'on peut mieux le voir à la Fig.3s les contacteurs 27 et 28 sont des contacteurs doubles, portés respectivement par des montures 32,33 traversées par une tige filetée 34 qui présente des portions 35 de pas inverses coopérant respectivement avec les montures 32 et 33 de manibre à permettre le réglage de la distance relative des contacteurs 27 et 28 en fonction du régime que l'on veut imposer à la pompe 1. La tige 34 est porte par un support 37 solidaire du chassies 2. Sur le support 37 est en outre fixée une réglette graduée 38 présentant deux graduations dont le zéro se trouve en regard de la séparation entre les portions 35 et 35 de pas contraires de la tige filetée 34.Les montures 32 et 33 des contacteurs à lame 27 et 28 font saillie à travers le support 37 par une fente 39 ménagée dans le support. A l'une de ses extrémités, la tige filetée 34 porte une têt à six pans 40 permettant de faire tourner la tige en vue de positionner les montures 32 et 33 à la distance voulue.

La tige filetée 34 est monte dans son support 37 par l'intermédiaire de deux paliers d'extrémité 41 et d'un plier central 42 sur lequel est prévue une vis 43 de blocage de la tige filetée après réglage de la distance entre les contacteurs 27 et 28. Enfin, la tige 34 est immobilisée en translation par une goupille 44.

Sur le Fig.4, on a représenté le schéma de connexion des contacteurs de fin de course 27 et 28 au distributeur 19 à commande électromagnétique.

Le contacteur de fin de course 27 comprend deux contacteurs élémentaires 27a,27b constitués par des interrupteurs à deux positions stables, par exemple des interrupteurs à boutons-poussoirs.

Chacun des contacteurs élémentaires 27a,27b est connecté suivant un montage va-et-vient avec un contacteur élémentaire correspondant 28a,28b de l'autre contacteur de fin de course 27.

L'ensemble ainsi constitué est branché entre la borne positive de la batterie d'alimentation du tracteur auquel est associé l'appareil et un enroulement non représenté du distributeur 19. Le distributeur 19 est du type à tiroir et ressort de rappel tendant à ramener le tiroir dans sa position stable de départ dès la suppression de l'alimentation de son enroulement. Les contacts mobiles des contacteurs 27a,27b et 28a, 28b sont actionnés simultanément par la came 30 solidaire du levier 14, ce qui accroît la sécurité de fonctionnement, car si l'un des contacteurs de chaque paire devient défectueux, l'autre contacteur assure toujours la transmission du signal de commande à l'enroulement correspondant du distributeur 19.

Le réglage de la distance entre les contacteurs de fin de course 27 et 28 permet de déterminer l'amplitude de déplacement du levier 14 de liaison de la tige 12 du vérin 11 et de la tige 10 du piston de la pompe 1. Ce réglage permet donc d'ajuster la course du piston de la pompe. La présence de la réglette graduée 38 permet de régler la distance à partir d'un tableau de débits préalablement établi.

Le fonctionnement de l'appareil qui vient d'être décrit est le suivant.

Lorsque le pulvérisateur représenté à la Fig.l est entraîné par son tracteur, la rotation du galet 25 en contact avec le disque 26 fournit au distributeur rotatif 21 une information proportionnelle à la vitesse de déplacement de sorte que ce distributeur fournit au vérin 11, par l'intermédiaire du distributeur 19, un débit de fluide en provenance de la centrale du tracteur proportionnel à cette v-itesse de- déplacement. Le vérin 11 dont une chambre est alimentée entraîne par l'intermédiaire de sa tige 12 et du levier 14 la tige de piston 10 de la pompe 1 dans un premier sens.Lorsque la came 30 solidaire du levier 14 entre en contact avec l'un des détecteurs de fin de course, par exemple, le contacteur 27 comme représenté à la Fig.2, ce contacteur se ferme et provoque l'alimentation de l'enroulement associé du distributeur 19 qui à son tour provoque la commutation de l'alimentation d'une chambre à l'autre du vérin 11 et par conséquent l'inversion du sens de déplacement du piston de ce vérin.

Lorsque la came 30 quitte le contacteur 27, celui-ci reste dans sa position de sorte que l'enroulement du distributeur 19 est alimenté pendant la course du levier 14 entre le contacteur 27 et le contacteur 28.

L'actionnement du contacteur 28 provoque l'ouverture du circuit d'alimentation de l'enroulement du distributeur 19. Le tiroir du distributeur est repoussé par son ressort de sorte que l'alimentation du vérin 11 est inversée, ce qui entraîne l'inversion de la course de son piston et par conséquent celle du piston de la pompe 1.

Le circuit reste dans cet état jusqu'à ce que la came 30 actionne à nouveau le contacteur 27 et ferme le circuit d'alimentation de l'enroulement de l'inverseur.

Aux Fig.5 et 6 on a représenté une variante à commande pneumatique ou hydraulique du dispositif suivant l'invention.

Ce schéma comporte deux détecteurs de fin de course 45 et 46 montés de la même manière que les contacteurs de fin de course 27 et 28 des Fig.2 et 3.

Ces détecteurs comportennt chacun un organe palpeur 47 actionné par une came analogue à la came 30 du levier 14 de la Fig.2.

Les détecteurs 45 et 46 sont connectés à une source d'alimentation pneumatique ou hydraulique. Cette source peut être constituée par la centrale du tracteur auquel est associé l'appareil.

Chaque détecteur est connecté par une de ses sorties à une entrée de commande d'un distributeur 49 à commande hydraulique ou pneumatique ayant deux entrées de commande, son outre sortie étant reliée à l'échappement.

Le distributeur 49 est du type à tiroir à deux états stables dont le changement d'état ne peut être provoqué que par la prsence d'une impulsion sur l'une de ses entrées.

Ce distributeur à double pilotage peut être avantageusement constitué par un appareil CRM type HLS 11.

Le fonctionnement de l'agencement de la Fig.5 est le suivant.

Lorsque la came du levier 14 entre en contact avec le palpeur 47 du détecteur 45, une impulsion de commande est appliquée au distributeur 49 dont le tiroir se déplace dans une position qui provoque l'admission du fluide dans une chambre correspondante du moteur hydraulique 11. Le piston de celui-ci entraîne le piston de la pompe 1 dans un premier sens.Le tiroir du disiributeur 49 reste dans cotte position jusqu'à ce que le levier 14 actionne le palpeur 47 du détecteur 46 qui à son tour applique une impulsion de commande au distributeur 49 dont ir tiroir se déplace alors dans son autre position e t provoque l'inversion de l'alimentation du moteur hydraulique 11 et par conspuent de la pomme
Cette seconde position est représenLfe à la Fio.6.

L'agencement qui vient être acrit présente vis à vis des dispositifs de commande connus, l'avantage de permettre de faire varier la course de la pompe de distribution du liquide, de sorte que ce dispositif peut être utilisé à bas volume, c'cst-à-dirc avec des débits de l'ordre de 30 à 100 litres par hectare. De plus, la course réduite ainsi obtenue a pour effet d'amener une plus grande agitation du liquide pulvérisé. Le fait que le produit à pulvériser subit une agitation constitue un avantage non négligeable, car pour des débits relativement faibles, certains produits ont tendance à se déposer dans le réservoir et risquent de provoquer l'obstruction des conduits d'amenée à la pompe.

Enfin, le dispositif de l'invention présente vis à vis des dispositifs connus, l'avantage d'être d'une très grand simplicité et par conséquent d'un faible prix de revient.

Bien que l'invention ait t décrite comme étant appliquée à un pulvérisateur trainé, à roues, elle peut également être applique à un pulvérisateur porté.

Claims (7)

REVENDICATIüNS

1. Dispositif de commande d'une pompe alternative alimentant un appareil, tel qu'un pulvérisateur ae liquide agricole, porté par un châssis (2), le volume refoulA par la pompe étant proportionnel à l'avancement de l'appareil, la pompe alternative (1) étant entraînee par un moteur hydraulique volumétrique (11) alimenté en fluide moteur à partir d'une source de fluide sous pression, le moteur hydraulique (11) étant constitué par un vérin à double effet commandé par un inverseur destiné à inverser à chaque fin de course du vérin, l'alimentation des deux chambres du vérin (11), caractérisé en ce que ledit inverseur est constitué par un distributeur (19;49) associé à des détecteurs de fin de course électriques, hydrauliques ou pneumatiques (27,28;;45,46) actionnés par un organe (14,3G) solidaire de la tige (10) de piston de ladite pompe (1).

2. Dispositif suivant la revendication 1, dans lequel la tige (12) dudit vérin à double effet (11) étant reliée à la tige de piston (10) de la pompe (1) par un levier transmetteur de force (14), ledit organe d'actionnement des détecteurs de fin de course (27,28; 45,46) est constitué par le levier (14) qui porte une came (3G) destinée à actionner les détecteurs (27,28; 45,46) lorsque le levier (14) se trouve en regard de ceux-ci.

3. Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le distributeur (19) est un distributeur à commande électromagnétique et en ce que lesdits détecteurs (27,28) sont des contacteurs électriques de fin de course à deux positions stables connectés entre une source d'alimentation en courant électrique et ledit distributeur suivant un montage va-et-vient.

4. Dispositif suivant la revendication 3, caractcrisé en ce que chacun des contacteurs de fin de course (27,2) est constitué par deux contacteurs (27a, 27b, 28a, 2bob) connectés deux à deux en montage va-etvient pour accroître la sécurité de fonctionnement du dispositif.

5. Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit distributeur est un distributeur à commande hydraulique ou pneumatique (49) à deux états stables et à deux entrées de commande, tandis que lesdits détecteurs de fin de course sont constitués par des détecteurs hydrauliques ou pneumatiques (45,46) aliments par une source de fluide (48) et connectés chacun à une entre de commande du distributeur (49), chacun desdits détecteurs comportant un palpeur (47) actionné par ledit organe d'actionnement (14,3G).

6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (32,34,35,36) de réglage de la distance entre lesdits détecteurs de fin de course (27,28;45,46) et par conséquent de réglage de la course du piston de ladite pompe (1)

7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce lesdits moyens de réglage de la distance des détecteurs de fin de course (27,28;45,46) comprennent des montures (32,33) pour lesdits détecteurs dans lesquelles est engagée une tige filetée de réglage (34) comportant des portions (35,36) de pas contraires coopérant chacune avec l'une desdites montures, ladite tige filetée de réglage étant montée à rotation dans un support (37) solidaire du châssis (2).

b. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (43) de blocage de la tige filetée dans une position de réglage choisie.