FR3128136A1 - Variable rate spray system - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un système de pulvérisation (10) à débit variable qui comprend au moins une buse (24) de pulvérisation, un porte-buse (12) qui comprend un corps (16) délimitant une chambre (20) apte à acheminer le liquide à pulvériser jusqu’à la buse (24), ladite chambre (20) s’étendant depuis une entrée (40) reliée sur un circuit d’alimentation (18) en liquide à pulvériser, jusqu’à une sortie (42) qui communique avec un orifice d’entrée (26) de la buse (24), et une unité de pilotage (14) qui est adaptée pour faire varier le débit de la buse (24) en fermant l’entrée (40) de la chambre (20) par intermittence lors d’un cycle d’ouverture fermeture de la buse (24), caractérisé en ce que la chambre (20) présente un volume réduit, de manière à limiter la chute de pression du liquide qui traverse la buse (24) au cours du cycle d’ouverture fermeture de la buse (24).The present invention relates to a spray system (10) with variable output which comprises at least one spray nozzle (24), a nozzle holder (12) which comprises a body (16) delimiting a chamber (20) capable of conveying the liquid to be sprayed as far as the nozzle (24), said chamber (20) extending from an inlet (40) connected to a supply circuit (18) for the liquid to be sprayed, to an outlet (42) which communicates with an inlet (26) of the nozzle (24), and a pilot unit (14) which is adapted to vary the flow rate of the nozzle (24) by closing the inlet (40) of the chamber (20) intermittently during an opening/closing cycle of the nozzle (24), characterized in that the chamber (20) has a reduced volume, so as to limit the pressure drop of the liquid which passes through the nozzle ( 24) during the opening-closing cycle of the nozzle (24).
Description
La présente invention concerne le domaine de la pulvérisation.The present invention relates to the field of spraying.
L’objet de la présente invention concerne plus particulièrement un système de pulvérisation comprenant un porte buse sur lequel est montée une buse de pulvérisation à débit variable de type buse à pulsation et une unité de pilotage de type PWM (pour « Pulse Width Modulation » ou modulation de largeur d’impulsion) capable de faire varier le débit de la buse en modulant la durée d’ouverture lors d’un cycle d’ouverture/fermeture de ladite buse.The object of the present invention relates more particularly to a spraying system comprising a nozzle holder on which is mounted a variable-flow spray nozzle of the pulse nozzle type and a control unit of the PWM type (for "Pulse Width Modulation" or pulse width modulation) capable of varying the flow rate of the nozzle by modulating the duration of opening during an opening/closing cycle of said nozzle.
La présente invention trouvera de façon non-exclusive des applications avantageuses dans le domaine agricole et/ou viticole et/ou arboricole notamment en équipant un engin du type véhicule d’épandage comprenant une rampe de pulvérisation (ou tout système équivalent) équipée d’une pluralité de buses de pulvérisation.The present invention will find, non-exclusively, advantageous applications in the agricultural and/or viticultural and/or arboricultural field, in particular by equipping a machine of the spreading vehicle type comprising a spray boom (or any equivalent system) equipped with a plurality of spray nozzles.
Art antérieurPrior art
On connaît dans le domaine agricole et/ou viticole et/ou arboricole les pulvérisateurs.Sprayers are known in the agricultural and/or viticultural and/or arboricultural field.
Les pulvérisateurs sont classiquement destinés à pulvériser des produits sur les cultures sous forme de liquide.Sprayers are conventionally intended to spray products on crops in liquid form.
On parle également d’intrants.Also referred to as inputs.
De tels pulvérisateurs sont par exemple utilisés pour appliquer sur les cultures des engrais foliaires ou encore pour traiter les cultures contre certaines maladies et/ou lutter contre certains insectes qui sont susceptibles de nuire à la récolte.Such sprayers are for example used to apply foliar fertilizers to the crops or else to treat the crops against certain diseases and/or to fight against certain insects which are likely to harm the harvest.
Un pulvérisateur comporte généralement un réservoir de stockage contenant le liquide à pulvériser ; ce réservoir est raccordé à un circuit équipé d’une pompe et d’un ou plusieurs systèmes de pulvérisation.A sprayer generally comprises a storage tank containing the liquid to be sprayed; this tank is connected to a circuit equipped with a pump and one or more spray systems.
De tels pulvérisateurs peuvent équiper un véhicule motorisé (autonome ou non) de type par exemple tracteur, automoteur ou encore aéronef.Such sprayers can be fitted to a motorized vehicle (autonomous or not) of the tractor, self-propelled or aircraft type, for example.
On parle de véhicules d’épandage.We are talking about spreading vehicles.
Chaque système de pulvérisation comprend au moins une buse de pulvérisation et un corps délimitant un circuit d’alimentation qui alimente la buse en liquide à pulvériser.Each spray system comprises at least one spray nozzle and a body delimiting a supply circuit which supplies the nozzle with the liquid to be sprayed.
Les différents systèmes de pulvérisation sont pilotés de façon indépendante par un système électronique de pilotage comprenant un calculateur central.The various spraying systems are controlled independently by an electronic control system comprising a central computer.
Dans le domaine de l’agriculture, certains véhicules d’épandage comprennent un pulvérisateur composé d’une rampe installée sur le véhicule.In the field of agriculture, some spreading vehicles include a sprayer consisting of a boom installed on the vehicle.
Une telle rampe peut par exemple faire plusieurs dizaines de mètres de large et les systèmes de pulvérisation peuvent être fixés sur la rampe par exemple environ tous les cinquante centimètres, voire tous les vingt-cinq centimètres.Such a boom can for example be several tens of meters wide and the spraying systems can be fixed on the boom for example approximately every fifty centimeters, or even every twenty-five centimeters.
Les dimensions et les espacements ci-dessus sont ici fournis à titre purement indicatif et ne présentent en aucun cas un caractère limitatif ou restrictif.The dimensions and spacings above are provided here for information only and are in no way limiting or restrictive.
Ainsi, toujours selon cet exemple, un véhicule d’épandage qui est équipé d’une rampe de quarante-huit mètres de large avec un système de pulvérisation fixé tous les cinquante centimètres va devoir comporter un calculateur central capable de piloter en temps réel et de façon indépendante les quatre-vingt-seize systèmes de pulvérisation fixés sur la rampe.Thus, still according to this example, a spreading vehicle which is equipped with a forty-eight meter wide boom with a spraying system fixed every fifty centimeters will have to include a central computer capable of controlling in real time and independently the ninety-six spray systems attached to the boom.
Un tel pilotage des systèmes de pulvérisation permet de réaliser une pulvérisation localisée pour pulvériser le champ de façon parcellaire, c’est-à-dire sur des courtes sections de parcelle du champ ; on comprend dans ce contexte que le pilotage de ces systèmes de pulvérisation peut nécessiter un actionnement simultané de l’ensemble des systèmes de pulvérisation comme un actionnement d’un seul système de pulvérisation.Such control of the spraying systems makes it possible to carry out localized spraying to spray the field in a fragmented manner, that is to say over short sections of the plot of the field; it is understood in this context that the control of these spraying systems may require simultaneous actuation of all the spraying systems as well as actuation of a single spraying system.
On parle aussi de pilotage buse à buse.This is also referred to as nozzle-to-nozzle piloting.
Sur le plan théorique, ce pilotage buse à buse présente de nombreux avantages : il permet de réduire les coûts de pulvérisation et l’impact environnemental associé en optimisant l’utilisation du liquide pulvérisé.On a theoretical level, this nozzle-to-nozzle control has many advantages: it reduces spraying costs and the associated environmental impact by optimizing the use of the sprayed liquid.
Une pulvérisation localisée permet en outre d’améliorer la précision de la pulvérisation en pulvérisant correctement les sections du champ en fonction des besoins réels.Spot spraying further improves spraying accuracy by correctly spraying sections of the field according to actual needs.
En revanche, le Demandeur a observé que, sur le plan pratique, pulvériser buse par buse reste difficile à mettre en œuvre.On the other hand, the Applicant has observed that, in practical terms, spraying nozzle by nozzle remains difficult to implement.
Avec les pulvérisateurs actuels, il est en effet très difficile d’assurer cette pulvérisation localisée de façon pleinement satisfaisante car la configuration du circuit de liquide du pulvérisateur ne permet pas d’avoir un débit de pulvérisation stable et maîtrisé en sortie de buse selon que l’on pulvérise sur une, dix, ou quatre-vingt-seize buses.With current sprayers, it is in fact very difficult to ensure this localized spraying in a fully satisfactory manner because the configuration of the liquid circuit of the sprayer does not make it possible to have a stable and controlled spray flow rate at the nozzle outlet depending on whether the spray on one, ten, or ninety-six nozzles.
On observe en effet des temps de transition, liés à la régulation du débit exact, lors par exemple du pilotage d’un seul système de pulvérisation.There are indeed transition times, linked to the regulation of the exact flow rate, for example when controlling a single spraying system.
Ces temps de transition sont causés par une ouverture et/ou une fermeture du circuit, qui alimente la buse en liquide, ce qui entraîne une baisse de pression significative et ne permet pas une pulvérisation optimisée.These transition times are caused by an opening and/or closing of the circuit, which supplies the nozzle with liquid, which causes a significant drop in pressure and does not allow an optimized spray.
En mode « pulvérisation localisée », le Demandeur a constaté qu’il était important de maintenir un débit suffisant en sortie de buses sans temps de transition de manière à ce que la pulvérisation soit optimale. Or, comme expliqué ci-dessus, on observe systématiquement une perte de pression dans les circuits actuels, laquelle implique un temps de transition pour atteindre le débit souhaité en sortie de buse et dégrade à la fois la forme du jet et la qualité des gouttelettes et donc l’efficacité du traitement.In “localized spraying” mode, the Applicant found that it was important to maintain a sufficient flow rate at the outlet of the nozzles without transition time so that the spraying was optimal. However, as explained above, a loss of pressure is systematically observed in the current circuits, which involves a transition time to reach the desired flow rate at the nozzle outlet and degrades both the shape of the jet and the quality of the droplets and therefore the effectiveness of the treatment.
Pour garantir la qualité de la taille des gouttelettes, on connaît les buses à aspiration d’air.To ensure the quality of the droplet size, air suction nozzles are known.
De telles buses utilisent le principe de Venturi ; elles pulvérisent de grosses gouttes chargées de bulles d’air, qui ne dérivent pas et éclatent en fines gouttelettes au contact des plantes.Such nozzles use the Venturi principle; they spray large drops loaded with air bubbles, which do not drift and burst into fine droplets on contact with the plants.
En revanche, on observe toujours sur ces buses ce temps de transition avec une perte de pression.On the other hand, we always observe on these nozzles this transition time with a loss of pressure.
On connaît également les systèmes de pulvérisation à pulsation appelés aussi buses à pulsation, également connues sous l’expression buses PWM.Pulse spray systems also known as pulse nozzles, also known as PWM nozzles, are also known.
Les systèmes de pulvérisation à pulsation sont pilotés électriquement par une unité de pilotage selon une technologie à modulation de largeur d’impulsion, ou PWM, capable de faire varier le débit de chaque buse en modulant la durée d’ouverture lors d’un cycle d’ouverture/fermeture du circuit d’alimentation en liquide de ladite buse.Pulse spray systems are electrically driven by a drive unit using pulse-width modulation, or PWM, technology capable of varying the flow rate of each nozzle by modulating the open time during a cycle of opening/closing of the liquid supply circuit of said nozzle.
Généralement, les systèmes de pulvérisation à pulsation présentent une fréquence d’ouverture/fermeture de 5 à 100 Hertz. En d’autres termes, il faut comprendre ici que chaque système de pulvérisation à pulsation est capable de s’ouvrir et se fermer 10 à 100 fois par seconde.Typically, pulsating spray systems have an on/off frequency of 5 to 100 Hertz. In other words, it must be understood here that each pulsating spray system is capable of opening and closing 10 to 100 times per second.
La modulation du débit de la buse s’effectue donc ici en faisant varier la durée d’ouverture du circuit d’alimentation de la buse au sein d’un cycle d’ouverture/fermeture.The modulation of the nozzle flow is therefore carried out here by varying the opening time of the nozzle supply circuit within an opening/closing cycle.
Sur le plan théorique, l’utilisation des systèmes de pulvérisation à pulsation est très avantageuse car elle permet d’obtenir une pulvérisation localisée tout en modulant la dose à pression constante.On a theoretical level, the use of pulsating spray systems is very advantageous because it makes it possible to obtain a localized spray while modulating the dose at constant pressure.
En revanche, sur le plan pratique, le Demandeur observe avec les systèmes de pulvérisation à pulsation d’aujourd’hui que la taille des gouttes en sortie de buses est irrégulière et que le jet formé par la buse en sortie de buse n’est pas régulier de sorte que la surface à traiter par pulvérisation n’est pas correctement traitée avec ce type de systèmes de pulvérisation à pulsation.On the other hand, on a practical level, the Applicant observes with today's pulsating spray systems that the size of the drops at the nozzle outlet is irregular and that the jet formed by the nozzle at the nozzle outlet is not regular so that the surface to be sprayed is not properly treated with this type of pulsating spray systems.
Le Demandeur soumet que, pour ces raisons, les pulvérisateurs qui sont connus jusqu’à présent et qui utilisent des systèmes de pulvérisation à pulsation pour pulvériser de façon localisée et indépendante une surface à traiter ne sont pas efficaces.The Applicant submits that, for these reasons, the sprayers which are known hitherto and which use pulsating spray systems to spray a surface to be treated in a localized and independent manner are not effective.
La présente invention améliore la situation décrite ci-dessus.The present invention improves the situation described above.
La présente invention a notamment pour but de résoudre les inconvénients de l'art antérieur précité en proposant un système de pulvérisation capable de réguler la pression du liquide de pulvérisation et donc garantir un jet de forme idéale.The object of the present invention is in particular to solve the drawbacks of the aforementioned prior art by proposing a spraying system capable of regulating the pressure of the spraying liquid and therefore guaranteeing a jet of ideal shape.
Grâce à la présente invention, on atteint cet objectif ainsi que d’autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui suit.Thanks to the present invention, this objective is achieved as well as others which will appear on reading the following description.
Ainsi, la présente invention concerne selon un premier aspect un système de pulvérisation à débit variable qui comprend au moins :
- une buse de pulvérisation,
- un porte-buse qui comprend un corps délimitant une chambre apte à acheminer le liquide à pulvériser jusqu’à la buse, ladite chambre s’étendant depuis une entrée reliée sur un circuit d’alimentation en liquide à pulvériser, jusqu’à une sortie qui communique avec un orifice d’entrée de la buse, et
- une unité de pilotage qui est adaptée pour faire varier le débit de la buse en fermant l’entrée de la chambre par intermittence lors d’un cycle d’ouverture et de fermeture de la buse.Thus, the present invention relates, according to a first aspect, to a variable rate spraying system which comprises at least:
- a spray nozzle,
- a nozzle holder which comprises a body delimiting a chamber capable of conveying the liquid to be sprayed to the nozzle, said chamber extending from an inlet connected to a supply circuit for the liquid to be sprayed, to an outlet which communicates with an inlet of the nozzle, and
- a control unit which is adapted to vary the flow rate of the nozzle by closing the inlet of the chamber intermittently during an opening and closing cycle of the nozzle.
Selon la présente invention, la chambre présente un volume réduit de manière à limiter la chute de pression du liquide qui traverse la buse au cours du cycle d’ouverture fermeture de la buse.According to the present invention, the chamber has a reduced volume so as to limit the pressure drop of the liquid passing through the nozzle during the opening-closing cycle of the nozzle.
Ainsi, le système de pulvérisation selon l’invention permet de limiter, voire supprimer, la période de latence durant laquelle la buse est alimentée en liquide à une pression trop faible, c’est-à-dire à une pression inférieure à la pression seuil déterminée.Thus, the spray system according to the invention makes it possible to limit, or even eliminate, the latency period during which the nozzle is supplied with liquid at too low a pressure, that is to say at a pressure below the threshold pressure determined.
Selon cette conception avantageuse avec une chambre à volume réduit, on obtient un jet en sortie de buse parfait sans temps de transition et avec des gouttelettes d’une taille constante pour un traitement optimisé de la surface à traiter.According to this advantageous design with a reduced volume chamber, a perfect nozzle outlet jet is obtained without transition time and with droplets of a constant size for an optimized treatment of the surface to be treated.
Suivant d’autres caractéristiques techniques optionnelles de l’invention, prises seules ou en combinaison :According to other optional technical characteristics of the invention, taken alone or in combination:
- l’entrée de la chambre est juxtaposée à l’orifice d’entrée de la buse de manière à réduire la longueur axiale de la chambre qui sépare l’entrée de la chambre à l’orifice d’entrée de la buse;- the inlet of the chamber is juxtaposed with the inlet of the nozzle in such a way as to reduce the axial length of the chamber which separates the inlet of the chamber from the inlet of the nozzle;
- la buse est traversée par un canal d’injection qui s’étend axialement suivant un axe de pulvérisation, et la chambre s’étend axialement depuis son entrée jusqu’à sa sortie suivant le même axe que le canal d’injection. La coaxialité de cet agencement permet de limiter le volume de la chambre ;- the nozzle is crossed by an injection channel which extends axially along a spray axis, and the chamber extends axially from its inlet to its outlet along the same axis as the injection channel. The coaxiality of this arrangement makes it possible to limit the volume of the chamber;
- le corps qui délimite ladite chambre et le circuit d’alimentation qui est relié à la chambre est réalisé en une seule pièce ;- the body which delimits said chamber and the supply circuit which is connected to the chamber is made in a single piece;
- ladite chambre présente un volume sensiblement compris entre 0.013 et 0.320 centimètre cube ;- Said chamber has a volume substantially between 0.013 and 0.320 cubic centimeters;
- ladite chambre présente un volume sensiblement compris entre 0.013 et 0.20 centimètre cube ;- Said chamber has a volume substantially between 0.013 and 0.20 cubic centimeter;
- ladite chambre présente un volume sensiblement égal à 0.013 centimètre cube ;- Said chamber has a volume substantially equal to 0.013 cubic centimeters;
- ladite chambre présente un volume sensiblement égal à 0.17 centimètre cube ;- Said chamber has a volume substantially equal to 0.17 cubic centimeters;
- ladite chambre présente un volume sensiblement égal à 0.32 centimètre cube ;- Said chamber has a volume substantially equal to 0.32 cubic centimeters;
- l’unité de pilotage fait varier le débit de la buse en fermant l’entrée de la chambre par intermittence lors d’un cycle d’ouverture et de fermeture de la buse, en mettant en œuvre une technique dite de modulation de largeur d’impulsion.- the control unit varies the flow rate of the nozzle by closing the inlet of the chamber intermittently during a cycle of opening and closing the nozzle, by implementing a technique called width modulation d 'impulse.
La présente invention concerne également selon un deuxième aspect un engin de pulvérisation comprenant une rampe de pulvérisation équipée d’une pluralité de systèmes de pulvérisation du type décrits précédemment.The present invention also relates, according to a second aspect, to a spray machine comprising a spray boom equipped with a plurality of spray systems of the type described above.
Ainsi, par ses différentes caractéristiques techniques fonctionnelles et structurelles décrites ci-dessus, on dispose d’un système de pulvérisation buse à buse efficace qui assure une pulvérisation sans temps de transition, avec une pression sensiblement constante dans le circuit et un débit constant en sortie de buse.Thus, through its various functional and structural technical characteristics described above, an efficient nozzle-to-nozzle spraying system is available which ensures spraying without transition time, with a substantially constant pressure in the circuit and a constant flow rate at the outlet. nozzle.
Description des figuresDescription of figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, with reference to the appended figures, which illustrate:
Dans la description et les revendications, on adoptera à titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal en référence au trièdre L, V, T indiqué aux figures, et les termes supérieur et inférieur en référence à la partie supérieure et à la partie inférieure respectivement de la
Sur l’ensemble de ces figures, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques ou similaires.In all of these figures, identical or similar elements are identified by identical or similar reference signs.
Claims (10)
- une buse (24) de pulvérisation,
- un porte-buse (12) qui comprend un corps (16) délimitant une chambre (20) apte à acheminer le liquide à pulvériser jusqu’à la buse (24), ladite chambre (20) s’étendant depuis une entrée (40) reliée sur un circuit d’alimentation (18) en liquide à pulvériser, jusqu’à une sortie (42) qui communique avec un orifice d’entrée (26) de la buse (24), et
- une unité de pilotage (14) qui est adaptée pour faire varier le débit de la buse (24) en fermant l’entrée (40) de la chambre (20) par intermittence lors d’un cycle d’ouverture et de fermeture de la buse (24),
ledit système étant caractérisé en ce que la chambre (20) présente un volume réduit de manière à limiter la chute de pression du liquide qui traverse la buse (24) au cours du cycle d’ouverture et de fermeture de la buse (24).Spray system (10) with variable rate which comprises at least:
- a spray nozzle (24),
- a nozzle holder (12) which comprises a body (16) delimiting a chamber (20) capable of conveying the liquid to be sprayed to the nozzle (24), said chamber (20) extending from an inlet (40 ) connected to a supply circuit (18) for the liquid to be sprayed, as far as an outlet (42) which communicates with an inlet orifice (26) of the nozzle (24), and
- a control unit (14) which is adapted to vary the flow rate of the nozzle (24) by closing the inlet (40) of the chamber (20) intermittently during an opening and closing cycle of the nozzle (24),
said system being characterized in that the chamber (20) has a reduced volume so as to limit the pressure drop of the liquid which passes through the nozzle (24) during the opening and closing cycle of the nozzle (24).
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| FR1449794A (en) * | 1964-07-09 | 1966-05-06 | Geigy Ag J R | Push button dispenser for fluid phase products |
| FR2703750A1 (en) * | 1993-04-06 | 1994-10-14 | Oilgear Towler | Hydraulic servo valve, circuit including it and its use in a method for controlling a forging press |
| FR2750173A1 (en) * | 1996-06-21 | 1997-12-26 | Caterpillar Inc | HYDRAULICALLY PILOT FUEL INJECTOR THROUGH A DIRECT NEEDLE CONTROL VALVE |
| FR3061862A1 (en) * | 2017-01-17 | 2018-07-20 | Zelup | DEVICE FOR CLEANING WITH GAS OR MIXED GAS-LIQUID SPRAY |
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- 2021-10-14 FR FR2110937A patent/FR3128139A3/en active Pending
-
2022
- 2022-01-11 FR FR2200177A patent/FR3128136A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR3061862A1 (en) * | 2017-01-17 | 2018-07-20 | Zelup | DEVICE FOR CLEANING WITH GAS OR MIXED GAS-LIQUID SPRAY |
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