FR2503417A1

FR2503417A1 - Control system for carried or towed agricultural sprayer - includes differential piston controlling rate of fluid flow by contact area of large face adjusted by pressure on opposite smaller face

Info

Publication number: FR2503417A1
Application number: FR8107101A
Authority: FR
Inventors: Serge Laibe
Original assignee: Berthoud SA
Current assignee: Berthoud SA
Priority date: 1981-04-06
Filing date: 1981-04-06
Publication date: 1982-10-08
Also published as: FR2503417B1

Abstract

The control system for an agricultural spraying machine includes a calculator associated with a speed detector on the tractor and a pressure detector on the spray nozzles. The calculator controls operation of the electric motor (m) operating the sprayer. The control valve for the sprayer includes a chamber with inlet and outlet pipes at right angles, and a differential piston arrangement controlling the leakage back to the liq. reservoir. The differential piston includes a calibrated central orifice. The piston is urged upwards by a spring on the end of a rod whose position is controlled by a sliding stop. The control valve determines the rate of application of fertilisers, herbicide or insectide.

Description

la présente invention a trait aux pulvérisateurs agricoles du type porté ou tracté et elle concerne plus particulièrement les vannes qui assurent le réglage du débit du liquide pulvérisé. the present invention relates to agricultural sprayers of the carried or towed type and it relates more particularly to the valves which ensure the adjustment of the flow rate of the sprayed liquid.

On sait qu'en vue d'améliorer les conditions d'application des différents traitements des cultures (liquides fertilisants, liquides phyto-sanitaires, herbicides, insecticides, etc...) l'on a proposé de faire comporter aux pulvérisateurs agricoles du genre sus-visé un dispositif de commande propre à assurer, quelles que soient les variations de la vitesse d'avancement de l'engin sur le sol, la constance de la quantité de liquide pulvérisée par unité de surface.Un tel dispositif de commande comprend généralement un calculateur qui reçoit d'une part des informations relevées de manière continue (vitesse du tracteur et pression du liquide envoyé aux buses de pulvérisation) et d'autre part des données introduites par l'utilisateur en fonction du traitement spécifique désiré ; ce calculateur actionne une vanne disposée entre la pompe et les buses de façon à agir sur le débit du liquide envoyé à ces dernières. We know that in order to improve the conditions of application of different crop treatments (fertilizing liquids, phytosanitary liquids, herbicides, insecticides, etc.), it has been proposed to include agricultural sprayers of the kind abovementioned a control device suitable for ensuring, whatever the variations in the speed of advance of the machine on the ground, the consistency of the quantity of liquid sprayed per unit area. Such a control device generally comprises a computer which receives information on the one hand continuously (speed of the tractor and pressure of the liquid sent to the spray nozzles) and on the other hand data entered by the user according to the specific treatment desired; this computer actuates a valve arranged between the pump and the nozzles so as to act on the flow of the liquid sent to the latter.

les vannes proposées jusqu'à ce jour ne donnent pas entière satisfaction et ce pour la raison qu'il s'agit généralement d'appareils de construction classique alors que les conditions de fonctionnement d'une vanne montée sur un pulvérisateur doté d'un dispositif de commande du type sus-mentionné sont tout A fait particulières. the valves proposed to date are not entirely satisfactory and this for the reason that they are generally conventional construction devices while the operating conditions of a valve mounted on a sprayer equipped with a device of the above-mentioned type are quite specific.

C'est à cette situation que la présente invention entend remédier, en permettant notamment la réalisation d'une vanne susceptible de répondre, de tanière immédiate et sans donner lieu à aucun A-coup ou
coup de bélier", aux brusques modifications de fonctionnement qui lui sont imparties soit par le calculateur à la suite d'un changement notable de la vitesse d'avance du tracteur sur le sol, soit par l'utilisateur lui même à l'occasion de la fermeture ou de l'ouverture momentanée de l'une des différentes rampes qui portent les buses de pulvérisation.It is this situation that the present invention intends to remedy, in particular by making it possible to produce a valve capable of responding, immediately and without giving rise to any A-coup or
water hammer ", to sudden operational changes which are imparted to it either by the computer following a notable change in the speed of advance of the tractor on the ground, or by the user himself on the occasion of the closure or momentary opening of one of the different booms carrying the spray nozzles.

La vanne suivant l'invention est du genre en soi connu dans lequel la tubulure d'entrée communique d'une part de manière directe avec la tubulure de sortie reliée aux buses et d'autre part, à travers un passage commandé par un organe réglable d'obturation, avec une tubulure de retour raccordée au réservoir. L'originalité réside principalement dans le fait que l'organe réglable d'obturation est constitué par un piston différentiel dont la tete d'extrémité présentant la plus grande surface coopère avec un siège de fermeture tandis que contre la tête opposée à plus petite surface agit un ressort qui est soumis à l'action d'un poussoir. Ce poussoir est commandé par un moteur qui est placé sous la dépendance du calculateur du dispositif de commande du pulvérisateur. The valve according to the invention is of the type known per se in which the inlet pipe communicates on the one hand directly with the outlet pipe connected to the nozzles and on the other hand, through a passage controlled by an adjustable member shutter, with a return pipe connected to the tank. The originality lies mainly in the fact that the adjustable shutter member is constituted by a differential piston whose end head having the largest surface cooperates with a closing seat while against the opposite head with smaller surface acts a spring which is subjected to the action of a pusher. This pusher is controlled by a motor which is placed under the control of the computer of the sprayer control device.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer
La figure unique de ce dessin est une coupe axiale partielle d'une vanne établie conformément à l'invention, ladite vanne ayant été représentée au sein du schéma général d'implantation d'un pulvérisateur agricole doté d'un dispositif de commande à débit régulé.The appended drawing, given by way of example, will allow a better understanding of the invention, the characteristics which it presents and the advantages which it is capable of providing.
The single figure of this drawing is a partial axial section of a valve established in accordance with the invention, said valve having been represented within the general diagram of installation of an agricultural sprayer provided with a controlled flow control device. .

Sur cette figure on a représenté en T le tracteur associé au pulvérisateur. Ce tracteur T est équipé d'un calculateur C qui en fonction d'une part des informations recueillies par un détecteur D1 pour la mesure de la vitesse dudit tracteur T (ou du pulvérisateur s'il s'agit d'un appareil tracté, pour s'affranchir du patinage relatif entre le tracteur et le pulvérisateur) par rapport au sol, et par un détecteur
D2 pour le captage de la pression du liquide en amont des buses de pulvérisation B, et d'autre part de différents paramètres introduits par l'utilisateur lui-mé,ne, assure la commande d'un moteur électrique M destiné à l'actionnement de la vanne de réglage V.Cette dernière comprend une tubulure d'entrée reliée au refoulement de la pompe P, une tubulure de sortie sur laquelle se raccorde la canalisation qui alimente les buses B, et une tubulure de retour liée au réservoir R du pulvérisa- teur, réservoir qui est lui-meme relié à l'aspiration de la pompe P sus-indiquée.In this figure, the tractor associated with the sprayer is shown at T. This tractor T is equipped with a computer C which, on the one hand, depends on the information collected by a detector D1 for measuring the speed of said tractor T (or of the sprayer if it is a towed device, for get rid of the relative slip between the tractor and the sprayer) in relation to the ground, and by a detector
D2 for capturing the pressure of the liquid upstream of the spray nozzles B, and on the other hand various parameters introduced by the user himself, does not control an electric motor M intended for actuation of the adjustment valve V. This latter comprises an inlet pipe connected to the discharge of the pump P, an outlet pipe to which the pipe which feeds the nozzles B is connected, and a return pipe linked to the tank R of the sprayer. - teur, tank which is itself connected to the suction of the aforementioned pump P.

Ce schéma général est classique et ne nécessite donc aucune explication détaillée. L'invention porte uniquement sur l'agencement particulier de la vanne V. This general scheme is classic and therefore does not require any detailed explanation. The invention relates only to the particular arrangement of valve V.

Le corps de cette vanne comprend une chambre 1 dans laquelle débouchent simultanément la tubulure d'entrée 2 et la tubulure de sortie 3, orientée à 900 l'une par rapport à l'autre. En vis-A-vis de la tubulure d'entrée 2 la chambre 1 est limitée par un anneau 4 formant siège pour un piston 5 qui commande ainsi le débit de fuite à travers la tubulure 6 de la canalisation de retour reliée au réservoir R. I1 convient d'observer que le piston 5 est monté à coulissement dans le prolongement cylindrique 7a d'une bague intérieure 7, ce coulissement n'étant toutefois pas étanche. The body of this valve comprises a chamber 1 into which the inlet pipe 2 and the outlet pipe 3 open simultaneously, oriented at 900 relative to one another. Opposite the inlet pipe 2, the chamber 1 is limited by a ring 4 forming a seat for a piston 5 which thus controls the leakage rate through the pipe 6 of the return pipe connected to the reservoir R. I1 should be observed that the piston 5 is slidably mounted in the cylindrical extension 7a of an inner ring 7, this sliding being however not sealed.

Ce piston 5, du type dit "différentiel", est prévu sous forme creuse de façon A ce que la pression du liquide agisse sur ses deux faces opposées, la communication s'opérant à travers un orifice calibré 5a et un alésage axial 5b. La tête à plus grande surface est tournée en direction du siège 4 tandis que la tête opposée, à plus petite surface, est soumise A l'action d'un petit ressort 8 logé dans l'alésage 5b. Ce ressort 8 est monté à l'extrémité d'un poussoir axial 9 guidé de manière étanche à travers la bague 7.L'extrémité de ce poussoir 9 opposée à celle qui est solidaire du ressort 8 est rendue solidaire d'un écrou baladeur 10 retenu angulairement par une butée coulissante 11, tout en étant apte à se déplacer longitudinalement sous l'effet d'un arbre 12 entratné par le moteur M à travers un système réducteur S, lequel arbre est fileté pour coopérer avec un taraudage longitudinal de l'écrou 10. This piston 5, of the so-called "differential" type, is provided in hollow form so that the pressure of the liquid acts on its two opposite faces, the communication taking place through a calibrated orifice 5a and an axial bore 5b. The head with a larger surface is turned towards the seat 4 while the opposite head, with a smaller surface, is subjected to the action of a small spring 8 housed in the bore 5b. This spring 8 is mounted at the end of an axial plunger 9 guided in leaktight fashion through the ring 7. The end of this plunger 9 opposite to that which is integral with the spring 8 is made integral with a sliding nut 10 angularly retained by a sliding stop 11, while being able to move longitudinally under the effect of a shaft 12 driven by the motor M through a reduction system S, which shaft is threaded to cooperate with a longitudinal thread of the nut 10.

le fonctionnement de la vanne sus-décrite découle des explications qui précèdent et se comprend aisément. the operation of the above-described valve follows from the foregoing explanations and is easily understood.

Pour que la tête du piston 5 soit appliquée contre le siège 4 et obture de ce fait la tubulure de retour 6, il faut évidemment que la différence des pressions qui s'exercent sur les deux têtes dudit piston par suite de leur différence de surface soit compensée par l'effet de poussée auquel ce piston est soumis de par l'action du ressort 8, cette action dépendant bien entendu de la position axiale du poussoir mobile 9, c'est-A-dire finalement de la commande opérée par le calculateur C sur le moteur M. So that the head of the piston 5 is applied against the seat 4 and thereby closes the return pipe 6, it is obviously necessary that the difference in pressures exerted on the two heads of said piston as a result of their surface difference is compensated by the pushing effect to which this piston is subjected by the action of the spring 8, this action depending of course on the axial position of the movable plunger 9, that is to say ultimately on the control operated by the computer C on engine M.

Dans ces conditions, au fur et à mesure du déplacement du tracteur T le poussoir 9 va se déplacer dans un sens ou dans l'autre, en laissant le piston 5 plus ou moins libre de se déplacer lui-même pour faire varier le débit de fuite A travers la tubulure de retour 6. Le débit du liquide envoyé aux rampes qui portent les buses B peut en conséquence rester pratiquement constant. Under these conditions, as the tractor T moves, the pusher 9 will move in one direction or the other, leaving the piston 5 more or less free to move itself to vary the flow rate. leakage through the return pipe 6. The flow rate of the liquid sent to the ramps which carry the nozzles B can therefore remain practically constant.

lorsque ce poussoir 9 vient à se déplacer brusquement dans une mesure importante, par suite d'une brusque variation de l'un des paramètres introduits dans le calculateur C par l'utilisateur ou par les détecteurs D1 ou D2, le ressort 8, qui fait office d'organe de transmission entre ledit poussoir 9 et le piston 5, intervient pour encaisser en quelque sorte l'A-coup qui serait autrement imparti au piston 5, lequel se déplace à l'ouverture ou A la fermeture de manière plus progressive. when this pusher 9 comes to move suddenly to a large extent, as a result of an abrupt variation of one of the parameters introduced into the computer C by the user or by the detectors D1 or D2, the spring 8, which makes office of transmission member between said pusher 9 and the piston 5, intervenes to somehow collect the A-coup which would otherwise be imparted to the piston 5, which moves on opening or closing more gradually.

Cette même souplesse de transmission opérée par le ressort 8 se retrouve dans le cas où le poussoir 9 restant immobile, il se produit une brusque et notable variation de débit au niveau de la tubulure d'entrée 2 ou de la tubulure de sortie 3, variation qui peut faire suite à l'ouverture ou à la fermeture de l'une des rampes qui portent les buses B, ou bien à un emballement soudain de l'entratnement de la pompe P. This same flexibility of transmission operated by the spring 8 is found in the case where the pusher 9 remains stationary, there is an abrupt and significant variation in flow rate at the inlet nozzle 2 or the outlet nozzle 3, variation which can follow the opening or closing of one of the ramps which carry the nozzles B, or a sudden runaway of the drive of the pump P.

Les essais ont démontré que dans tous les cas on obtenait un fonctionnement parfaitement asservi de la vanne V et qu'on évitait radicalement les coups de bélier fréquemment rencontrés avec les vannes de construction classique. Tests have shown that in all cases the perfectly controlled operation of valve V is obtained and that the water hammer frequently encountered with valves of conventional construction is radically avoided.

I1 va de soi qu'on peut imaginer d'autres formes de réalisation pour les organes placés sous la dépendance du calculateur C et destinés à agir sur les moyens élestiques excerçant leur action sur la tête à plus petite surface du piston différentiel 5. It goes without saying that other embodiments can be imagined for the members placed under the control of the computer C and intended to act on the elestic means exerting their action on the head with the smallest surface of the differential piston 5.

I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'A titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on se sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. It should moreover be understood that the above description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention from which one would not get out by replacing the execution details described by all other equivalents.

Claims

1. Valve for agricultural sprayer fitted with a controlled flow control device, of the type in which the inlet nozzle communicates on the one hand directly with the outlet nozzle connected to the spray nozzles and on the other hand, through a passage controlled by an adjustable closure member, with a return pipe connected to the sprayer tank, characterized in that the adjustable closure member is constituted by a differential piston whose end head has the most large surface cooperates with a closing seat while against the opposite head A smaller surface acts elastic means subjected to the action of a pusher placed under the control of the control device.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the elastic means consist of a spring engaged axially inside a bore with calibrated passage formed through the differential piston to ensure the application of the liquid pressure on the two tettes of said piston.

3. Valve according to claim 2, characterized in that the pusher, oriented axially relative to the spring and to the differential piston, is integral with a sliding nut retained angularly fixed and whose longitudinal movements are imparted by a threaded shaft controlled by a motor controlled by the usual computer of the control device.