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Jet d'arrosage mobile.
L'objet de l'invention est un jet d'arrosage mobile,. qui est caractérisé en ce qu'il comporte un moteur hydro- dynamique pendulaire comprenant une buse, une pièce arti- culée par rapport à cette buse et formant bras oscillant, et une aube motrice oscillante articulée sur ce bras.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, trois
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formes d'exécution du jet d'arrosage mobile faisant l'objet de l'invention.
Fig. 1 est une vue de face avec coupe partielle de la première forme d'exécution.
Fig. 2 est une coupe verticale axiale de la seconde forme d'exécution.
Fig. 3 est une coupe verticale axiale de la troisième forme d'exécution, selon la ligne III-III de fig. 4.
Fig. 4 est une coupe horizontale, à plus grande échelle, correspondant à la fig. 3.
Fig. 5 est une vue de face, avec arrachement partiel, selon V-V de fig. 4.
La forme d'exécution suivant la fig. 1 comprend une buse 1 d'un côté de l'embouchure de laquelle se trouve un support 2, sur lequel repose un couteau 3, solidaire d'un bras 4 pouvant osciller comme on le verra autour de l'arête du couteau 3. Une aube motrice 5 pivote autour d'un axe 6 sur le bras 4. L'axe 6 est parallèle à l'arête du cou- teau 3 formant axe d'oscillation du bras 4. Cette aube présente deux parties opposées 7, 8, constituant des surfa- ces de déviation du jet sortant de la buse 1, comme on l'ex- pliquera plus loin. L'oscillation de l'aube 5 par rapport au bras 4 est limitée au moyen de deux butées réglables 9,10, coopérant avec une tige 11, solidaire de cette aube.
La tige 11 est pourvue d'un filetage sur lequel est engagée une masse 12 dont on peut ainsi régler la distance à l'axe d'oscillation 6 pour amener le centre de gravité de l'ensem- ble'constitué par l'aub la tige 11 et la masse 12 à une faible distance au-dessus de l'axe 6. Le réglage de la po- sition de la masse 12 permet également de faire varier la période d'oscillation propre de l'ensemblE susdit.
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A sa partie inférieure, le bras 4 est muni d'une masse 13 dont la distance à l'axe d'oscillation constitué comme on l'a vu par la lame du couteau 3, est réglable. Ce régla- ge permet celui de la période d'oscillation propre de ce bras.Le fonctionnement du jet d'arrosage représenté sur la fig. 1 est le suivant :
Supposons que.l'on parte de la position indiquée sur le dessin, le jet vient frapper, comme indiqué en traits mixtes, la partie 8 de l'aube. La tige 11 appuie contre la butée 10 et le bras 4 est sollicité à osciller dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Lorsque l'axe 6 dépasse l'axe vertical du jet, ce dernier agit sur la partie supérieure 14 de la surface 8, ce qui fait osciller l'aube de la posi- tion représentée à celle pour laquelle la tige 11 est en contact avec la butée 9. Au cours de ce mouvement d'oscil- lation autour de l'axe 6, l'extrémité 15 de l'aube passe par l'axe vertical du jet; ce dernier agit alors sur le. sur- face 7 et freine le mouvement d'oscillation du bras 4 jus- qu'au moment où celui-ci s'arrête et repart dans le sens des aiguilles d'une montre, en recommençant une oscillation en sens contraire de la précédente. Au cours de cette nouvelle oscil- lation, il arrive un moment où l'axe 6 repasse par l'axe ertical du jet sortant de la buse.
Dès ce moment, le jet agit sur la partie supérieure 16 de la surface 7, fait re- venir l'aube dans la position représentée sur la fig. 1, d'où il s'ensuit que le jet agit à nouveau sur la surface 8, freine le mouvement d'oscillation du bras 4 qui finit par s'arrêter et repartir en sens inverse, et les opérations recommencent. /décrites
On voit de ce qui précède que le moment de l'inertie de l'ensemble formé par l'aube, la tige 11 et la masse 12, est faible par rapport à celui du bras 4 et de la masse 13,
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en sorte que sa période d'oscillation propre soit notable- ment plus courte que celle du bras 4. Le mouvement d'oscil- lation de l'aube 5 est donc constamment en avance sur celui du bras 4.
De ce fait, les travaux élémentaires positifs et négatifs dus aux moments, par rapport à l'axe d'oscilla- tion du bras, des forces exercées par le jet sur l'aube pen- dant son déplacement, ne se compensent pas ; les surfaces 7 et 8 sont disposées sur l'aube, de sorte que la somme des travaux élémentaires durant une période soit positive; le le système constitue donc un moteur hydrodynamique pendulaire capable en particulier de vaincre des frottements et de conserver un mouvement oscillatoire entretenu.
Dans la forme d'exécution suivant fig. 2, la buse 17 coopère avec un pointeau 13 et porte un anneau 19 muni d'un étrier dont une seule branche, 20, est visible surle dessin.
Cet étrier porte deux tourillons 21 coaxiaux servant d'axes de pivotement à un anneau 22 d'un cardan, portant lui-même deux tourillons 23, disposés suivant un axe perpendiculaire au précédent. Sur les tourillons 23 est montée et peut oscil- ler une pièce 24 constituant un bras pouvant ainsi s'incliner dans tous les sens par rapport à l'axe vertical de la buse.
Le bras 24 est pourvu d'un conduit axial 25 dont la sortie débouche en regard de l'entrée d'un canal axial 26 que pré- sente une pièce 27 constituant, comme on le verra, l'aube du jet d'arrosage représenté. L'aube 27 est montée oscillante autour de deux tourillons coaxiaux, dont un seul, 28, est visible sur le dessin. Ces tourillons sont portés par un anneau de cardan 29, tournant lui-même autour de deux tou- rillons 30, disposés suivant un axe perpendiculaire à celui des tourillons 28. On remarquera que les axes ces tourillons 21 et 28 restent constamment dans un plan commun; de même,
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pour les axes des tourillons 23 et 30. Les tourillons 30 sont portés par le bras 24 par l'intermédiaire d'une fourche 31.
L'aube 27 peut donc stincliner dans tous les sens par rapport au bras 24.
Des contrepoids réglables et interchangeables 32 sont prévus sur l'aube 27 pour le réglage de sa période d'oscil- lation propre, tant autour de l'axe des tourillons 28 qu'autour de l'axe des tourillons 30.
L'anneau 19 présente deux butées réglables 33, avec les- quelles coopèrent des organes élastiques 34 fixés sur l'anneau de cardan 22. Ces organes élastiques 34 sont constitués par des ressorts métalliques disposés dans le plan de la figure.
Un organe élastique 35, constitué par un anneau de caoutchouc par exemple, est disposé autour du bras 24, pour venir s'inter- poser entre ce bras et l'anneau de cardan 22, au cours du mouvement d'oscillation du bras 24 autour de l'axe des tourillons 23.
Le fonctionnement de cette seconde forme d'exécution est le suivant :
Partant de la position représentée sur le dessin, le jet sortant verticalement de la buse 17, vient frapper la partie de gauche sur le dessin de la paroi du conduit 25, subit une déviation et sort axialement de ce conduit pour venir frapper la partie de gauche sur le dessin de la paroi du conduit 26 de l'aube 27. Le jet est ainsi dévié une secon- de fois et s'échappe de l'aube 27 suivant l'axe du conduit 26.
Les masses des parties oscillantes, en tenant compte des distances des surfaces d'action du jet aux axes d'oscil- lation, des poids et de l'élasticité des butées, sont pré- vues et disposées de manière que la période d'oscillation propre du bras 24 et des organes qu'il supporte, autour de
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l'axe des tourillons 21 et 23, soit courte par rapport à la période d'oscillation propre de l'ensemble formé par l'aube 27 et ses contrepoids.
Les dimensions du conduit 25 sont telles que le jet agisse uniquement par action sur les parois de ce conduit, c'est-à-aire passe librement (cette disposition permet d'éviter les joints entre les conduits successifs). La for- me de ce conduit est de révolution et sa génératrice est telle que l'angle d'attaque du jet soit inférieur à 12 pour toute inclinaison du bras 24. Ainsi, on évite toute formation d'un film d'eau en retour dans le conduit 25, qui pourrait être provoquée par le choc du jet contre la paroi de ce con- duit sous un angle supérieur à la valeur indiquée.
La surface de déviation du jet constituée par la partie de la paroi du conduit 25 contre laquelle frappe le jet, est située au voisinage des axes d'oscillation de ce bras (tourillons 21 et 23), de façon que le moment par rapport à ces axes de la force due à l'action du jet sur ce bras, soit négligeable. De même, les surfaces de déviation du jet constituées par les parties de la paroi latérale du conduit 26 contre lesquelles frappe le jet, sont situées au voisinage des axes d'oscillation (tourillons 28 et 30), de l'aube, de façon que le moment par rapport à cet axe de la force due à l'action du jet sur cette aube, soit faible relativement au moment ae cette force par rapport aux axes d'oscillation du bras 24.
La force due à l'action du jet sur la partie de gauche sur le dessin de la paroi du conduit 26, sollicite cette aube et le bras 24 à tourner dans le sens inverse des ai- guilles d'une montre autour de l'axe des tourillons 21. Cette force sollicite également, mais à, un degré moindre, comme on vient de l'indiquer, l'aube 27 à osciller dans le même sens
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autour de l'axe desourillons 28. Du fait que la période d'oscillation propre du bras 24 est plus courte que celle de l'aube 27, celle-ci retarde dans son mouvement d'oscil- lation sur le bras 24. L'axe du conduit 25 franchit donc sa position moyenne verticale alors que l'aube est encore inclinée du même côté qu'au départ, c'est-à-dire en arrière par rapport au mouvement.
Une fois cette position moyenne du bras 24 dépassée, le jet agit sur la partie de droite sur le dessin de la paroi du conduit 25, tout en continuant d'agir sur la partie de gauche de la paroi du conduit 26, jusqu'au moment où l'axe de l'aube 27 franchit a son tour sa position moyenne, ce qui a lieu au plus tard au moment où le ressort 34 de gau- che sur le dessin, vient appuyer sur la butée correspondante 33. En poursuivant son mouvement d'oscillation, l'aube 27 pré- sente la partie de droite sur le dessin de la surface latérale du conduit 26, à l'action du jet, ce qui entraîne un frei- nage du mouvement de l'aube et du bras 24 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre jusqu'à l'arrêt du bras et à son départ pour le début d'une nouvelle oscillation en sens con- traire.
Le ressort 34, qui a été bandé pendant la dernière partie de la première oscillation, accélère et facilite ce départ par sa détente ; accélère donc le mouvement d'oscil- lation du bras. Le mouvement rétrograde du bras 24 commence déjà alors que l'oscillation directe de.l'aube 27 n'est pas encore achevée. Cette aube ne commence son mouvement rétrogra- de qu'après que le bras 24 a commencé le sien, ctest-à-dire avec un retard sur ce bras.
Ce dernier passe donc ensuite par sa position moyenne avant que l'aube n'en fasse autant, puis l'aube passe elle-même par sa position moyenne, ce qui a pour conséquence un freinage de l'oscillation du bras et de cette aube dans leur mouvement, dans le sens des aiguilles
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d'une montre; le ressort 34 de droite rencontre la butée cor- respondante 33, le bras s'arrête, puis repart en sens inverse, alors que l'aube 27 n'a pas encore atteint sa position extrême puis finalement, l'aube, à son tour, par suite de l'action du jet continuant à s'exercer sur la partie de gauche sur le dessin de la paroi latérale du conduit 26, repart dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, et les opérations décrites recommencent.
Dans cette suite d'opérations, du fait du retard de l'oscillation de l'aube sur le bras, les travaux élémentaires dus aux moments par rapport à. l'axe d'oscillation du bras des forces exercées par le jet sur l'aube, pendant son déplacement ne se compensent pas ; lessurfaces du conduit 26 sont dispo- sées de sorte que la sonnée des travaux élémentaires exercés par le jet durant une période soit positive; le système constitue donc un moteur hydrodynamique pendulaire.
Le centre de gravité de l'ensemble formé par l'aube et ses contrepoids 32, se trouve au delà des axes de pivotement (tourillons 28 et 30) de cette aube, par rapport aux axes de pivotement (tourillons 21 et 23) du bras 24, ce qui contri- bue au renversement de la position de l'aube au moment où l'un des ressorts 34 vient coopérer avec la butée 33.
On remarquera également que le centre de gravité de l'ensemble formé par l'aube 27 et ses contrepoids, se trouve au-dessus du point d'intersection des axes des tourillons 28 et 30, ce qui assure qu'au départ, avant l'arrivée du jet, l'aube occupe une position oblique pour laquelle elle repose sur l'anneau de cardan 29.
Les mouvements d'oscillation décrits jusqu'ici se rappor- tent exclusivement aux axes des tourillons 21 et 8. Bien entendu, par suite de l'impossibilité pratique d'une symétrie absolue, des mouvements d'oscillation analogues se produi- sent simultanément autour des axes des tourillons 23 et 30, @
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en sorte que le jet sortant de l'aube 27 balaie le terrain, non pas suivant un plan, mais suivant une oscillation combi- née, l'organe élastique 35 jouant un rôle analogue aux res- sorts 34 pour l'oscillation dans le plan perpendiculaire à la fig: 2.
Ainsi, au total, l'aube subit un mouvement d'oscilla- tion combinée qui est la superposition de deux oscillations principales selon les deux axes d'inertie principaux du système.
Du fait de la forme cylindrique des conduits 25 et 26, aux positions combinées du bras et de l'aube soumis à cette double oscillation correspondent des efforts dus au jet qui peuvent être décomposés en deux efforts correspondant chacun à l'une de ces oscillations principales qui restent ainsi pratiquement indépendantes l'une de l'autre.
En vue d'assurer un arrosage aussi uniforme que possible, on aura avantage à prévoir un rapport irrationnel pour les périodes d'oscillation de ces deux oscillations fondamentales.
Ainsi, la courbe de balayage du terrain par le jet parcourra continuellement des chemins nouveaux à l'intérieur d'une surf&- ce limitée pratiquement par un rectangle dont les dimensions peuvent être réglées en agissant sur l'amplitude des oscilla- tions au moyen des butées réglables 33, dans un sens, et, dans l'autre sens, par un dispositif analogue non représenté sur le dessin. Ce rapport des périodes d'oscillation princi- pales peut être .réglé au moyen des contrepoids 32.
Les surfaces de déviation du jet constituées par la paroi latérale du conduit 26, se prolongent à leur extrémité amont par une gouttière 36 ramenant au jet le film d'eau en retour formé;par le choc du jet sur ces surfaces de dévia- tion. Il est bien entendu que, dans une variante, on pour- rait prévoir une gouttière analogue à 36 à l'entrée du
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conduit 25, lequel pourrait d'ailleurs, dans ce cas, avoir une forme différente de celle représentée. De même, dans une autre variante, le conduit 26 pourrait également pré- senter une forme telle que l'angle d'attaque du jet soit constamment inférieur à le .
Dans une autre forme d'exécution, on pourrait remplacer le montage à cardan du bras 25 et le montage à cardan de l'aube 26 par des montages à rotule.
Dans la troisième forme d'exécution représentée sur les fig. 3 à 5, la buse 37 est montée dans un corps 38 pour effectuer un mouvement de balancement autour d'un axe 39 par rapport à un supportfixe 40. Un pointeau 41, pourvu de rainures hélicoïdales, coopère avec la buse 37 pour aonner au jet, à l'intérieur de celle-ci,un mouvement de rotation facilitant sa dispersion à la sortie de l'appareil.
Le jet d'arrosage représenté sur la fig. 3, comporte un bras 43, oscillant autour d'un axe perpendiculaire au plan du dessin et coupant l'axe 39. Sur l'extrémité libre de ce bras 42 est montée une aube 43, oscillant autour d'un axe parallèle à l'axe d'oscillation du bras 42, au moyen de deux tourillons dont l'un, 44, est seul visible sur la fig.
5. Le bras 42 est pourvu d'un conduit axial 45, dont les parties de gauche et de droite sur le dessin constituent des surfaces de déviation du jet sortant de la buse. De même, l'aube 43 est pourvue d'un conduit axial 46 dont les parties de gauche et de droite sur le dessin constituent des surfaces de déviation du jet. Le bras 42 est fixé sur une piè- ce 47 tournant dans le corps 38, au moyen de tourillons 48.
Cette pièce 47 présente deux évidements 49 dans lesquels sont engagés, avec un jeu appréciable, deux ergots 50, solidaires d'une pièce d'entraînement 51 reliée à une pièce 52 par l'intermédiaire d'un encliquetage à adhérence comprenant une
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paire de galets 53, sollicités par des ressorts 54 et une autre paire de galets 55, sollicités également par des ressorts non représentés. Chacun des galets 53, 55 est disposé dans un logement à fond incliné 56. Les différents logements sont inclinés dans le même sens et les ressorts des différents galets agissent également dans le même sens.
Les galets 55 servent à transmettre un mouvement angulaire, dans un sens seulement, de la pièce 47 à la pièce 52, par l'inter- médiaire de la pièce 51, les galets 53 empêchant un mouvement rétrograde de la pièce 52 par rapport au corps 38.
La pièce 52, qui est montée pour tourner autour d'un tourillon 57 coaxial avec les tourillons 48, présente plu- sieurs trous filetés 58 situés à des distances différentes de ltaxe de ce tourillon 57. Dans l'un de ces trous file- tés est engagé un ergot fileté 59 maintenu entre les deux branches parallèles d'une glissière ariuée 60, solidaire du support 40.
Le fonctionnement de cette troisième forme d'exécution est le suivant:
Au départ, ltaube 43 se trouve dans l'une de ses posi- tions extrêmes de droite ou de gauche pour laquelle son axe est incliné sur la verticale. De ce fait, le jet traversant librement le conduit 45 frappe l'un des côtés (le côté droit sur le dessin, si l'on admet que l'aube penche vers la gau- che) du conduit 46, ce qui provoque l'oscillation du bras 42 dans le sens des aiguilles d'une montre, dans la supposition de l'aube penchant vers la gauche.
L'aube elle-même est solli- citée à osciller dans le même sens par rapport au bras 42, mais sa période propre d'oscillation étant choisie très nota- blement supérieure à celle du bras 42, grâce aux contrepoids 61 dont elle est munie, son mouvement d'oscillation retardera constamment sur celui du bras 42. Ce mouvement d'oscillation
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du bras 42 dans le sens des aiguilles d'une montre, se poursuit jusqu'à ce que les ergots 50 aient été tout d'abord entraînés par coopération avec les parois des évidements 49, puis soient venus ensuite buter contre les parois d'évi- dement 62 pratiquées dans le corps 38.
Ces évidements 62 sont d'un diamètre supérieur à celu@ de la partie corres- pondante des ergots, de manière à laisser un jeu appréciable entre eux et ces ergots. Au moment où les ergots 50 butent contre la paroi des évidements 62, l'oscillation du bras 42 est arrêtée. Toutefois, l'oscillation de l'aube 43 par rapport au bras 42 continue jusqu'à ce qu'elle ait atteint sa posi- tion extrême de droite. A ce moment, l'aube se trouve incli- née de telle façon que le jet agit sur le côté opposé (celui de gauche sur le dessin), de la. paroi latérale du conduit 46, ce qui sollicite le bras 42 et également l'aube 46 à oscil- ler dans le sens inverse aes aiguilles d'une montre.
Une nouvelle oscillation du bras 42 en sens inverse débute donc; elle débute sans entraînement des ergots 50, étant donné les jeux existant entre ceux-ci et les évidements 49, 62.
A un moment de cette oscillation, lorsque le bras 42 est animé d'une certaine vitesse, la paroi des évidements 49 vient entraîner les ergots 50 qui, un peu plus tard, viennent rencontrer la paroi des évidements 62. Un temps d'arrêt du bras 42 s'ensuit jusqu'à ce que l'aube 43 ait atteint sa position extrême pour laquelle le mouvement d'oscillation du bras 42 et de cette aube dans le sens contraire (sens des aiguilles d'une montre) recommence.
Au cours de ce mouvement d'oscillation du bras 42 et de.la pièce 47, la pièce 51 reçoit alternativement des chocs dans les deux sens sans que cela gêne le mouvement oscil- latoire de ce bras. Les mouvements alternatifs de la pièce 51 ne sont transmis que dans un sens-seulement à la pièce 52, grâce à l'encliquetage par adhérence que constituent les
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galets 53,55. Les oscillations successives du bras 42 ont donc pour effet de donner à la pièce 52 des déplacements angulaires successifs de même sens. Cette pièce tourne donc de façon intermittente autour du tourillon 57. Au cours de ce mouvement de rotation, l'ergot 59 se déplace le long de la coulisse 60, ce qui contraint le corps 38 à effectuer un mouvement de balancement autour de l'axe 39.
On peut ré- gler l'amplitude de ce mouvement de balancement en plaçant l'ergot 59 dans l'un ou l'autre des trous filetés 58. Le mouvement de balancement dans le sens perpendiculaire à l'oscillation de l'aube, se trouve donc commandé par le mou- vement du bras 42 et de l'aube.
Du fait que l'encliquetage agit par adhérence, le rap- port des périodes d'oscillation et de balancement peut être quelconque et, en particulier, irrationnel.
La présence d'un jeu entre les ergots 50 et les loge- ments 49, 62, présente l'avantage qu'au cas où la buse res- terait accidentellement immobile, une oscillation réduite du bras 42 pourrait continuer d'avoir lieu. Par suite des chocs répétés qui s'ensuivraient, l'appareil arriverait ainsi de lui-même, dans la plupart des cas, à faire dispa- raître la cause de l'arrêt et reprendrait son fonctionnement normal sans intervention extérieure.
L'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution particulières décrites et représentées à titre d'exemples.
Elle embrasse au contraire toutes les variantes.
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Mobile watering jet.
The object of the invention is a mobile watering jet ,. which is characterized in that it comprises a pendulum hydrodynamic motor comprising a nozzle, a part articulated with respect to this nozzle and forming an oscillating arm, and an oscillating drive vane articulated on this arm.
The appended drawing represents, by way of example, three
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embodiments of the mobile spray jet forming the subject of the invention.
Fig. 1 is a front view with partial section of the first embodiment.
Fig. 2 is an axial vertical section of the second embodiment.
Fig. 3 is an axial vertical section of the third embodiment, along line III-III of FIG. 4.
Fig. 4 is a horizontal section, on a larger scale, corresponding to FIG. 3.
Fig. 5 is a front view, partially cut away, along V-V of FIG. 4.
The embodiment according to FIG. 1 comprises a nozzle 1 on one side of the mouth of which there is a support 2, on which rests a knife 3, integral with an arm 4 which can oscillate as will be seen around the edge of the knife 3. A drive vane 5 pivots about an axis 6 on the arm 4. The axis 6 is parallel to the edge of the knife 3 forming the axis of oscillation of the arm 4. This vane has two opposite parts 7, 8, constituting of the deflection surfaces of the jet exiting the nozzle 1, as will be explained below. The oscillation of the vane 5 relative to the arm 4 is limited by means of two adjustable stops 9, 10, cooperating with a rod 11, integral with this vane.
The rod 11 is provided with a thread on which is engaged a mass 12, the distance of which can thus be adjusted from the axis of oscillation 6 in order to bring the center of gravity of the assembly constituted by the aub la. rod 11 and mass 12 at a small distance above axis 6. Adjusting the position of mass 12 also makes it possible to vary the period of oscillation proper to the aforesaid assembly.
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At its lower part, the arm 4 is provided with a mass 13, the distance from the axis of oscillation formed as seen by the blade of the knife 3, is adjustable. This adjustment allows that of the period of oscillation proper to this arm. The operation of the watering jet shown in fig. 1 is as follows:
Let us suppose that one starts from the position indicated on the drawing, the jet strikes, as indicated in phantom, part 8 of the blade. The rod 11 presses against the stop 10 and the arm 4 is urged to oscillate in the anti-clockwise direction.
When the axis 6 exceeds the vertical axis of the jet, the latter acts on the upper part 14 of the surface 8, which causes the vane to oscillate from the position shown to that for which the rod 11 is in contact with. the stop 9. During this oscillating movement around the axis 6, the end 15 of the blade passes through the vertical axis of the jet; the latter then acts on the. surface 7 and slows down the oscillating movement of arm 4 until the latter stops and starts again in the direction of clockwise, by recommencing an oscillation in the opposite direction to the previous one. During this new oscillation, there comes a moment when the axis 6 passes again through the vertical axis of the jet leaving the nozzle.
From this moment, the jet acts on the upper part 16 of the surface 7, causing the blade to return to the position shown in FIG. 1, from where it follows that the jet acts again on the surface 8, slows down the oscillating movement of the arm 4 which ends up stopping and starting again in the opposite direction, and the operations start again. / described
It can be seen from the above that the moment of inertia of the assembly formed by the blade, the rod 11 and the mass 12, is small compared to that of the arm 4 and the mass 13,
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so that its own oscillation period is appreciably shorter than that of arm 4. The oscillating movement of vane 5 is therefore constantly ahead of that of arm 4.
As a result, the positive and negative elementary works due to the moments, with respect to the axis of oscillation of the arm, of the forces exerted by the jet on the blade during its movement, do not compensate each other; the surfaces 7 and 8 are arranged on the blade, so that the sum of the elementary works during a period is positive; the system therefore constitutes a pendular hydrodynamic motor capable in particular of overcoming friction and of maintaining a sustained oscillatory movement.
In the embodiment according to fig. 2, the nozzle 17 cooperates with a needle 13 and carries a ring 19 provided with a caliper of which a single branch, 20, is visible in the drawing.
This caliper carries two coaxial journals 21 serving as pivot axes for a ring 22 of a gimbal, itself carrying two journals 23, arranged along an axis perpendicular to the previous one. On the journals 23 is mounted and can oscillate a part 24 constituting an arm which can thus tilt in all directions with respect to the vertical axis of the nozzle.
The arm 24 is provided with an axial duct 25, the outlet of which opens out opposite the inlet of an axial channel 26 which is presented by a part 27 constituting, as will be seen, the blade of the sprinkler jet shown. . The vane 27 is mounted oscillating around two coaxial journals, only one of which, 28, is visible in the drawing. These journals are carried by a cardan ring 29, itself rotating around two journals 30, arranged along an axis perpendicular to that of the journals 28. It will be noted that the axes of these journals 21 and 28 remain constantly in a common plane. ; likewise,
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for the axes of the journals 23 and 30. The journals 30 are carried by the arm 24 via a fork 31.
The blade 27 can therefore tilt in all directions relative to the arm 24.
Adjustable and interchangeable counterweights 32 are provided on the vane 27 for adjusting its own oscillation period, both around the axis of the journals 28 and around the axis of the journals 30.
The ring 19 has two adjustable stops 33, with which the elastic members 34 attached to the cardan ring 22. These elastic members 34 are formed by metal springs arranged in the plane of the figure cooperate.
An elastic member 35, constituted by a rubber ring for example, is placed around the arm 24, to come to rest between this arm and the cardan ring 22, during the oscillating movement of the arm 24 around. of the journal axis 23.
The operation of this second embodiment is as follows:
Starting from the position shown in the drawing, the jet emerging vertically from the nozzle 17 strikes the left part on the drawing of the wall of the duct 25, undergoes a deflection and leaves this duct axially to strike the left part on the drawing of the wall of the duct 26 of the vane 27. The jet is thus deflected a second time and escapes from the vane 27 along the axis of the duct 26.
The masses of the oscillating parts, taking into account the distances of the action surfaces of the jet from the axes of oscillation, the weights and the elasticity of the stops, are planned and arranged so that the period of oscillation proper to the arm 24 and the organs it supports, around
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the axis of the journals 21 and 23, ie short with respect to the period of oscillation proper to the assembly formed by the vane 27 and its counterweights.
The dimensions of the duct 25 are such that the jet acts only by action on the walls of this duct, that is, the area passes freely (this arrangement makes it possible to avoid joints between the successive ducts). The shape of this duct is of revolution and its generator is such that the angle of attack of the jet is less than 12 for any inclination of the arm 24. Thus, any formation of a film of water in return is avoided. in duct 25, which could be caused by the impact of the jet against the wall of this duct at an angle greater than the value indicated.
The jet deflection surface formed by the part of the wall of the duct 25 against which the jet strikes is located in the vicinity of the axes of oscillation of this arm (journals 21 and 23), so that the moment with respect to these axes of the force due to the action of the jet on this arm, ie negligible. Likewise, the deflection surfaces of the jet formed by the parts of the side wall of the duct 26 against which the jet strikes are located in the vicinity of the axes of oscillation (journals 28 and 30) of the vane, so that the moment with respect to this axis of the force due to the action of the jet on this blade, is small relative to the moment of this force with respect to the axes of oscillation of the arm 24.
The force due to the action of the jet on the left part on the drawing of the wall of the duct 26, causes this vane and the arm 24 to turn in the opposite direction of the hands of a watch around the axis. journals 21. This force also requests, but to a lesser degree, as we have just indicated, the vane 27 to oscillate in the same direction
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around the axis of the spurls 28. Because the period of oscillation proper to the arm 24 is shorter than that of the vane 27, the latter slows down in its oscillation movement on the arm 24. The axis of duct 25 therefore crosses its mean vertical position while the blade is still inclined on the same side as at the start, that is to say behind the movement.
Once this average position of the arm 24 has been passed, the jet acts on the right part on the drawing of the wall of the duct 25, while continuing to act on the left part of the wall of the duct 26, until the moment where the axis of the blade 27 in its turn passes its mean position, which takes place at the latest when the left-hand spring 34 in the drawing comes to press on the corresponding stop 33. Continuing its movement of oscillation, the vane 27 presents the right part on the drawing of the lateral surface of the duct 26, to the action of the jet, which causes a braking of the movement of the vane and of the arm 24 counterclockwise until the arm stops and starts to start a new swing in the opposite direction.
The spring 34, which was charged during the last part of the first oscillation, accelerates and facilitates this departure by its relaxation; therefore accelerates the oscillating movement of the arm. The retrograde movement of the arm 24 already begins while the direct oscillation of the vane 27 is not yet complete. This vane does not begin its retrograde movement until after the arm 24 has started its own, that is to say with a delay on this arm.
The latter then passes through its average position before the vane does the same, then the vane itself passes through its average position, which results in a braking of the oscillation of the arm and of this vane. in their movement, clockwise
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a watch; the spring 34 on the right meets the corresponding stop 33, the arm stops, then starts again in the opposite direction, while the vane 27 has not yet reached its extreme position, then finally, the vane, in turn , as a result of the action of the jet continuing to be exerted on the left part in the drawing of the side wall of the duct 26, sets off again in the anti-clockwise direction, and the operations described start again.
In this series of operations, due to the delay in the oscillation of the blade on the arm, the elementary work due to the moments with respect to. the axis of oscillation of the arm of the forces exerted by the jet on the blade, during its displacement, do not compensate each other; the surfaces of the duct 26 are arranged so that the elementary work performed by the jet during a period is positive; the system therefore constitutes a pendulum hydrodynamic engine.
The center of gravity of the assembly formed by the vane and its counterweights 32 is located beyond the pivot axes (journals 28 and 30) of this vane, relative to the pivot axes (journals 21 and 23) of the arm 24, which contributes to the reversal of the position of the vane at the moment when one of the springs 34 comes to cooperate with the stop 33.
It will also be noted that the center of gravity of the assembly formed by the vane 27 and its counterweights is located above the point of intersection of the axes of the journals 28 and 30, which ensures that initially, before the Upon arrival of the jet, the blade occupies an oblique position for which it rests on the cardan ring 29.
The oscillating movements described so far relate exclusively to the axes of the journals 21 and 8. Of course, owing to the practical impossibility of absolute symmetry, similar oscillatory movements occur simultaneously around the axes of the journals 23 and 30, @
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so that the jet coming out of the blade 27 sweeps the ground, not in a plane, but in a combined oscillation, the elastic member 35 playing a role analogous to the springs 34 for the oscillation in the plane perpendicular to fig: 2.
Thus, in total, the vane undergoes a combined oscillating movement which is the superposition of two main oscillations along the two main axes of inertia of the system.
Due to the cylindrical shape of the conduits 25 and 26, the combined positions of the arm and of the blade subjected to this double oscillation correspond to forces due to the jet which can be broken down into two forces each corresponding to one of these main oscillations. which thus remain practically independent of each other.
In order to ensure as uniform watering as possible, it will be advantageous to provide an irrational ratio for the periods of oscillation of these two fundamental oscillations.
Thus, the sweeping curve of the land by the jet will continuously travel new paths within a surf - this limited practically by a rectangle whose dimensions can be adjusted by acting on the amplitude of the oscillations by means of the adjustable stops 33, in one direction, and, in the other direction, by a similar device not shown in the drawing. This ratio of the main oscillation periods can be adjusted by means of the counterweights 32.
The jet deflection surfaces formed by the side wall of the duct 26, extend at their upstream end by a gutter 36 returning to the jet the return water film formed by the impact of the jet on these deflection surfaces. It is understood that, in a variant, a gutter similar to 36 could be provided at the entrance to the
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conduit 25, which could moreover, in this case, have a shape different from that shown. Likewise, in another variant, the duct 26 could also have a shape such that the angle of attack of the jet is constantly less than the.
In another embodiment, the gimbal mounting of the arm 25 and the gimbal mounting of the vane 26 could be replaced by ball and socket joints.
In the third embodiment shown in FIGS. 3 to 5, the nozzle 37 is mounted in a body 38 to effect a rocking movement about an axis 39 relative to a fixed support 40. A needle 41, provided with helical grooves, cooperates with the nozzle 37 to give the jet , inside the latter, a rotational movement facilitating its dispersion at the outlet of the device.
The watering jet shown in fig. 3, comprises an arm 43, oscillating about an axis perpendicular to the plane of the drawing and intersecting the axis 39. On the free end of this arm 42 is mounted a vane 43, oscillating about an axis parallel to the axis of oscillation of the arm 42, by means of two journals, one of which, 44, is only visible in FIG.
5. The arm 42 is provided with an axial duct 45, the left and right parts of which in the drawing constitute deflection surfaces of the jet exiting the nozzle. Likewise, the blade 43 is provided with an axial duct 46, the left and right parts of which in the drawing constitute the deflection surfaces of the jet. The arm 42 is fixed on a part 47 rotating in the body 38, by means of journals 48.
This part 47 has two recesses 49 in which are engaged, with an appreciable play, two lugs 50, integral with a drive part 51 connected to a part 52 by means of an adhesion snap comprising a
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pair of rollers 53, biased by springs 54 and another pair of rollers 55, also biased by springs not shown. Each of the rollers 53, 55 is arranged in a housing with an inclined bottom 56. The different housings are inclined in the same direction and the springs of the different rollers also act in the same direction.
The rollers 55 serve to transmit an angular movement, in one direction only, of the part 47 to the part 52, through the part 51, the rollers 53 preventing a retrograde movement of the part 52 relative to the body. 38.
The part 52, which is mounted to rotate around a journal 57 coaxial with the journals 48, has several threaded holes 58 located at different distances from the axis of this journal 57. In one of these threaded holes is engaged a threaded lug 59 held between the two parallel branches of an aerated slide 60, integral with the support 40.
The operation of this third embodiment is as follows:
At the start, the blade 43 is in one of its extreme right or left positions for which its axis is inclined to the vertical. As a result, the jet freely passing through duct 45 strikes one of the sides (the right side in the drawing, assuming that the vane tilts to the left) of duct 46, causing the oscillation of the arm 42 in a clockwise direction, assuming the blade leaning to the left.
The blade itself is requested to oscillate in the same direction with respect to the arm 42, but its own period of oscillation being chosen to be very notably greater than that of the arm 42, thanks to the counterweights 61 with which it is provided. , its oscillation movement will constantly lag behind that of arm 42. This oscillation movement
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of the arm 42 in a clockwise direction, continues until the lugs 50 have first been driven by cooperation with the walls of the recesses 49, then have come to abut against the walls of the recesses. - dement 62 practiced in the body 38.
These recesses 62 have a diameter greater than that of the corresponding part of the lugs, so as to leave appreciable play between them and these lugs. When the lugs 50 abut against the wall of the recesses 62, the oscillation of the arm 42 is stopped. However, the oscillation of vane 43 relative to arm 42 continues until it has reached its extreme right position. At this moment, the vane is inclined so that the jet acts on the opposite side (the one on the left in the drawing), of the. side wall of duct 46, which urges arm 42 and also vane 46 to oscillate counterclockwise.
A new oscillation of the arm 42 in the opposite direction therefore begins; it begins without driving the lugs 50, given the clearances existing between them and the recesses 49, 62.
At a time of this oscillation, when the arm 42 is driven at a certain speed, the wall of the recesses 49 drives the lugs 50 which, a little later, come to meet the wall of the recesses 62. arm 42 follows until the vane 43 has reached its extreme position for which the oscillating movement of the arm 42 and this vane in the opposite direction (clockwise) begins again.
During this oscillating movement of the arm 42 and of the part 47, the part 51 alternately receives shocks in both directions without this hindering the oscillating movement of this arm. The reciprocating movements of the part 51 are transmitted only in one direction - only to the part 52, thanks to the locking by adhesion that constitute the
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rollers 53.55. The successive oscillations of the arm 42 therefore have the effect of giving the part 52 successive angular displacements in the same direction. This part therefore rotates intermittently around the journal 57. During this rotational movement, the lug 59 moves along the slide 60, which forces the body 38 to perform a rocking movement around the axis. 39.
The amplitude of this rocking movement can be adjusted by placing the lug 59 in one or the other of the threaded holes 58. The rocking movement in the direction perpendicular to the oscillation of the blade, is is therefore controlled by the movement of the arm 42 and the vane.
Because the snap-fastening acts by adhesion, the ratio of the periods of oscillation and of sway can be arbitrary and, in particular, irrational.
The presence of play between the lugs 50 and the housings 49, 62 has the advantage that in the event that the nozzle accidentally remains stationary, a reduced oscillation of the arm 42 could continue to take place. As a result of the repeated shocks which would ensue, the apparatus would thus manage by itself, in most cases, to remove the cause of the shutdown and resume normal operation without external intervention.
The invention is not limited to the particular embodiments described and shown by way of example.
On the contrary, it embraces all variants.