FR2500765A1

FR2500765A1 - Appareil de pulverisation de liquide et ensemble comprenant au moins un tel appareil

Info

Publication number: FR2500765A1
Application number: FR8203276A
Authority: FR
Inventors: John Arthur Marchant; John Farrell Hughes
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1981-02-27
Filing date: 1982-02-26
Publication date: 1982-09-03
Also published as: DE3207002A1; JPS57159566A; FR2500765B1; US4489894A; JPH0230302B2

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES APPAREILS DE PULVERISATION CHARGES PAR INDUCTION. ELLE SE RAPPORTE A UN APPAREIL QUI A UNE TETE 10 DE PULVERISATION ET DES ELECTRODES 34, 36 DESTINEES A APPLIQUER UNE DIFFERENCE DE POTENTIELS AU VOISINAGE DE LA TETE AFIN QUE LA PULVERISATION SOIT CHARGEE. UN DISPOSITIF 46 D'ASPIRATION RETIRE LE LIQUIDE QUI SE DEPOSE SUR L'ELECTRODE 36 QUI REDUIT LES PERTURBATIONS DE LA CHARGE. LORSQUE LE DISPOSITIF DOIT AVOIR UN POTENTIEL ELEVE DANS L'APPAREIL, UN LONG TUBE PRESENTANT UNE RESISTIVITE ELEVEE TRANSMET LE LIQUIDE. APPLICATION A LA PULVERISATION DE COMPOSITIONS LIQUIDES SUR LES RECOLTES.

Description

La présente invention concerne un appareil de

formation d'une pulvérisation chargée par induction no-

tamment destiné à la pulvérisation des récoltes en cours

de croissance.

On sait que la pulvérisation électrostatique convient dans des applications industrielles, telles que la pulvérisation des peintures, lorsque les conditions

de fonctionnement peuvent être réglées artificiellement.

Même lorsque les conditions deviennent bien plus variables, le principe de l'application d'une pulvérisation chargée électriquement est aussi intéressant dans des applications agricoles puisque les surfaces d'une plante qui pousse sont en fait maintenues au potentiel de la terre et la pulvérisation qui pourrait par ailleurs tomber sur le sol ou dériver a des chances d'être interceptée. Il est sans doute avantageux lors de l'utilisation des pesticides que le dépôt soit effectué facilement à la face inférieure

des feuilles.

La forme de la pulvérisation nécessaire dépend

en partie de la nature des récoltes et de leur type de crois-

sance ainsi que, en partie, des conditions atmosphériques.

On peut obtenir une économie lors de l'utilisation d'une composition concentrée de liquide de pulvérisation, par

formation d'un brouillard de très petites gouttelettes.

Cependant, une telle pulvérisation doit être utilisée dans des conditions convenables à faible déplacement d'dir et en l'absence d'une vitesse importante vers le sol, si bien qu'elle a peu de chances de pénétrer dans du feuillage

de grande dimension et épais. Dans le cas de telles cul-

tures, il peut être avantageux d'utiliser une pulvérisation

sous pression qui donne une vitesse importante aux goutte-

lettes dans une direction choisie. La pénétration est alors améliorée mais la surface couverte est en général plus limitée. Les procédés de formation de pulvérisation se

distinguent en outre d'après les caractéristiques d'atomi-

sation et de charge. L'atomisation peut être réalisée mé-

caniquement, par division au niveau d'une buse, par exemple dans une pulvérisation sous pression, ou par division au bord d'un disque rotatif, ou électriquement en présence d'un champ intense. L'expression "tête de pulvérisation" est utilisée pour la désignation générale des mécanismes d'atomisation. La charge peut être assurée par fixation de charges isolées, créées dans une décharge par effluve, et dans ce cas la pulvérisation chargée a habituellement la même polarité que l'électrode qui forme l'effluve et elle est donc repoussée par cette électrode. La charge par effluve n'est cependant pas rentable dans la mesure o seule une faible partie du courant de décharge est appliquée utilement. Un autre procédé comprend la charge par induction, soit à distance à partir de la terre soit

à l'aide d'une électrode locale d'induction. Dans ce der-

nier cas qui est préférable étant donné qu'il met en oeuvre de plus faibles potentiels, la charge est produite à la

surface du liquide juste avant l'atomisation par établisse-

ment d'un champ dans un entrefer relativement petit entre l'électrode locale et la surface du liquide. La difficulté qui se présente dans ce mode de fonctionnement est que, étant donné que la séparation des charges a lieu dans le liquide, la pulvérisation chargée a une polarité opposée

à celle de l'électrode locale et la force résultante d'at-

traction provoque un certain mouillage qui suffit pour

perturber le processus de charge.

L'invention concerne des perfectionnements aux

appareils de pulvérisation à charge assurée par induction.

Plus précisément, l'invention concerne un appareil de pulvérisation électrostatique qui comporte un dispositif destiné à transmettre un liquide de pulvérisation, une tête de pulvérisation ayant une entrée de liquide et une sortie de pulvérisation, des première et seconde électrodes

supportées dans l'appareil afin qu'elles créent une diffé-

rence de potentiels dans la région de sortie de la pulvé-

risation, si bien qu'une pulvérisation émergeante est char-

gée par induction, et un dispositif d'aspiration associé à l'une des électrodes au moins et destiné à retirer le

liquide qui se dépose sur l'électrode.

La première électrode peut être associée à la

tête de pulvérisation afin qu'elle soit au contact du li-

quide de pulvérisation qui est transmis. La seconde élec-

5. trode peut être distante de la sortie de pulvérisation

et peut comporter le dispositif d'aspiration.

Dans un mode de réalisation avantageux, la seconde électrode a un corps creux ayant une paroi et formant une

ou plusieurs ouvertures permettant le passage vers l'inté-

rieur du corps du liquide qui se dépose sur la paroi.

Le corps creux peut être formé au moins en partie

d'une matière conductrice lorsque le liquide de pulvérisa-

tion est de type non conducteur.

Le dispositif d'aspiration, dans de tels modes de réalisation de la seconde électrode, peut comprendre un tube de raccordement d'une source de dépression et l'intérieur du corps. Le tube de raccordement peut aussi

former un dispositif de support de la seconde électrode.

La source d'une dépression peut comprendre un

éjecteur à liquide, et le liquide de l'éjecteur peut pro-

venir d'un réservoir qui alimente aussi la tête de pulvé-

risation.

Le liquide aspiré peut être renvoyé dans le réser-

voir. Un appareil dans lequel l'atomisation a lieu au niveau d'un ou plusieurs éjecteurs, du fait de la transmission d'un liquide sous pression ou d'un liquide

et d'air sous pression combinés,est particulièrement inté-

ressant parce que la dimension des particules atomisées

présente une relation prédéterminée avec la pression d'en-

trée. La tête de pulvérisation peut alors comporter un éjecteur unique formant un cône ou éventail plein ou creux de pulvérisation, et la seconde électrode peut être formée par une boucle circulaire ou allongée permettant un espacement pratiquement uniforme entre la surface du

liquide et le point le plus proche de l'électrode.

Dans une variante, la tête de pulvérisation peut comporter un arrangement circulaire ou linéaire d'éjecteurs

et la seconde électrode peut être formée d'une boucle circu-

laire ou allongée de forme correspondante.

La tête de pulvérisation peut être maintenue au potentiel de la terre ou de la masse, et la seconde

électrode peut être maintenue à un potentiel élevé.

Dans une variante, la tête de pulvérisation peut être à un potentiel élevé et la seconde électrode au potentiel

de la terre.

La seconde électrode peut alors être réalisée sous forme d'un dispositif protecteur de sécurité empêchant le contact de l'opérateur avec la tête de pulvérisation, et cette variante de dispositif est avantageuse à cet

égard.

Lorsque la tête de pulvérisation est à un poten-

tiel élevé, le réservoir de liquide peut être isolé élec-

triquement de la terre, mais il est préférable qu'il existe une connexion électrique avec la terre et que le liquide

soit transmis à la buse suivant un trajet destiné à intro-

duire une résistance électrique élevée.

Dans un mode de réalisation, ce trajet peut com-

prendre le trou central d'un long tube à paroi résistive.

La longueur peut être reliée à la résistivité du liquide afin que le courant de fuite ne puisse pas dépasser une

valeur prédéterminée.

Dans un autre mode de réalisation dans lequel l'électrode comportant le dispositif d'aspiration est destinée à être utilisée à un potentiel autre que celui de la terre, le dispositif formant le trajet d'aspiration peut être long afin qu'il réduise les fuites électriques à partir de l'électrode, par ce trajet de circulation et le liquide

qu'il contient.

La seconde électrode peut comprendre au moins une partie formée d'une matière poreuse à travers laquelle le dispositif d'aspiration peut agir lorsqu'il retire le liquide déposé. La matière poreuse peut être supportée à distance de la sortie de pulvérisation par un support placé dans la seconde électrode. Le support de la matière

poreuse peut aussi collecter le liquide.

Dans un arrangement de pulvérisation destiné à être utilisé dans les champs, un appareil de pulvérisation tel que décrit précédemment au moins peut être associé à un dispositif d'alimentation comprenant un réservoir de liquide à pulvériser, une pompe de liquide destinée

à chasser le liquide du réservoir vers la tête de pulvé-

risation, un dispositif d'aspiration destiné à constituer une source d'une dépression pour le dispositif d'aspiration,

une alimentation en énergie destinée à appliquer la diffé-

rence de potentiels, et un support destiné à maintenir au moins un appareil de pulvérisation en configuration de formation d'une pulvérisation afin qu'il transmette

en direction convenable le liquide chargé de pulvérisa-

tion. L'arrangement de pulvérisation peut être réalisé

afin qu'il soit monté sur un véhicule ou il peut être réali-

sé afin d'être utilisé manuellement.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention ressortiront mieux de la description qui va suivre,

faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe schématique partielle avec des parties arrachées d'une tête de pulvérisation et d'électrodes d'un appareil selon l'invention la figure 2 est une vue de dessous d'une variante

de tête de pulvérisation et d'électrodes destinées à l'appa-

reil de la figure 1; la figure 3 est une coupe schématique partielle avec des parties arrachées d'un autre mode de réalisation de l'invention; et la figure 4 est une perspective schématique d'une

tête de pulvérisation et d'électrode selon l'invention.

La figure 1 représente, en coupe partielle, un ensemble comprenant une tête 10 de pulvérisation et un ensemble 12 à électrodes monté verticalement afin qu'il assure une pulvérisation vers le bas d'un liquide ayant une conductivité notable. La tête 10 de pulvérisation a

une colonne creuse 14 d'entrée formée d'une matière iso-

lante, fermée à l'extrémité supérieure et ayant, à son extrémité inférieure, une chambre 16 qui porte une buse 18 disponible dans le commerce et formée de laiton ou d'une matière analogue. Un trou unique 20 formé au bout de la buse 18 est destiné à former une pulvérisation creuse

de forme conique ayant un angle au sommet d'environ 800.

Le liquide à pulvériser est transmis par un réservoir 22

et un tube 24 à un emplacement d'entrée 26 proche de l'ex-

trémité supérieure de la colonne 14 d'entrée. La pression du liquide nécessaire à l'obtention des caractéristiques voulues de fonctionnement de la buse est appliquée par une pompe 28 reliée au tube 24. Un fil électrique 30 d'entrée est relié, dans le mode de réalisation considéré, à la borne à haute tension d'une alimentation 32 et à une borne 34 sous forme d'une traversée électrique fixée dans la paroi de la colonne 14. Une partie conductrice de la borne 34, dépassant dans la colonne 14, assure le contact avec

le liquide qui pénètre.

L'ensemble 12 à électrodes comprend une électrode

annulaire tubulaire 36 suspendue par des branches métalli-

ques 38, 40 de support à un collier 42 placé sur la colonne 14. L'électrode 36 est montée coaxialement à la colonne 14 afin qu'elle se trouve dans un plan qui se trouve de

façon générale au niveau du bout de la buse 18 ou légère-

ment au-dessus ou au-dessous de ce niveau. Dans la position

représentée sur la figure 1, l'électrode 36 se trouve au-

dessous du niveau de la sortie de la buse 18, à une distance

d'environ 10 mm et le diamètre de l'électrode 36 est d'en-

viron 30 mm. L'électrode 36 a un corps creux délimitant une ou plusieurs ouvertures destinées à permettre le passage par aspiration vers l'intérieur du corps creux du liquide qui se dépose sur l'électrode. L'électrode est formée d'un tube de section circulaire ayant un diamètre de 5 mm afin que l'intensité électrique à la surface de l'électrode 36 soit minimale. La paroi tubulaire est percée par une

série de trous 44 très rapprochés autour de la circonfé-

rence, à la périphérie inférieure de l'électrode 36 ou

à son voisinage. La dimension des trous n'est pas primor-

diale mais elle doit être suffisamment grande pour que

du liquide puisse être aspiré par les trous vers l'inté-

rieur du tube lorsqu'une dépression est appliquée, et elle doit être suffisamment faible pour que le liquide ne puisse pas tomber facilement depuis l'intérieur par l'intermédiaire des trous. Un diamètre de 0,5 mm environ convient. La branche 38 de support est une tige pleine repliée vers l'extérieur afin que, sur toute sa longueur, elle se trouve à une distance de la buse 18 supérieure à celle de l'électrode 36. La branche 40 de support a une forme analogue mais elle est formée d'un tube qui est soudé dans la paroi de l'électrode 36 afin qu'elle constitue un passage d'aspiration. A l'extrémité supérieure

ouverte de la branche 40, un tronçon de tube 46 est raccor-

dé afin qu'il rejoigne une pompe 48 dont le refoulement est renvoyé au réservoir 22. La pompe 48 est nécessaire afin qu'elle crée une dépression de quelques millibars, par rapport à la pression atmosphérique, et un éjecteur ayant une soupape de réglage de débit et recevant du liquide transmis par un tube 49 qui transmet un courant dérivé du courant principal du tube 24, peut être utilisé à

cet effet.

Le collier 42 a une bague de fil métallique ou un croisillon 50 qui porte les branches 38, 40 et il est

destiné à être relié électriquement à la terre soit direc-

tement soit par l'intermédiaire du bâti d'une machine mo-

bile lorsque l'ensemble de pulvérisation est monté de ma-

nière qu'il soit utilisé ainsi. Comme certaines des parti-

cules plus légères de la pulvérisation peuvent dériver vers le haut à partir de la buse et se déposer sur l'anneau 50 et sur les surfaces adjacentes, la face inférieure du collier 42 a des gorges d'évacuation aboutissant à un bord

52 en forme de dents destiné à intercepter le liquide déposé.

Celui-ci pourrait autrement s'écouler le long de la colon-

ne 14 vers la buse et pourrait provoquer des fuites élec-

triques. Lors du fonctionnement, si seule la pompe 28 d'alimentation de liquide est en service, une pulvérisation

non chargée de forme conique est formée par la buse 18.

Selon un avantage d'une pulvérisation sous pression, bien que celle-ci dépende de la pression d'alimentation, la production des gouttelettes ne varie pratiquement pas avec

les autres conditions de fonctionnement. Ainsi, la pulvé-

risation peut continuer à être utilisée même en cas de

défaillance de l'alimentation à haute tension.

Lorsque l'alimentation 32 est mise à une tension par exemple de 5 kV, le liquide atteignant la buse 18 est maintenu à ce potentiel et, juste en dehors de la buse,

un champ électrique est créé avec une valeur qui corres-

pond à la différence de potentiels de 5 kV entre l'électro-

de 36 et le liquide à la sortie de la buse <ou la buse elle-même). La circulation d'un courant dans la nappe de liquide qui quitte le trou 20 de la buse, dans une étape préliminaire d'atomisation, permet la formation d'une charge

induite à la surface de cette nappe, la charge étant entrai-

née par les gouttelettes résultantes. En présence de l'élec-

trode 36 au potentiel de la terre, les particules chargées subissent une force de déviation vers l'extérieur, depuis la trajectoire conique originale si bien que l'angle au sommet du cône augmente. Une petite proportion de particules pulvérisées est suffisamment déviée pour que ces particules se déposent sur l'électrode 36 au niveau de laquelle elles forment facilement des prolongements en festons vers le

profil de l'électrode au niveau de laquelle le champ élec-

trique est suffisamment intense pour qu'une décharge par effluve se forme. L'effet de charge par induction disparaît

ou est fortement réduit.

Cependant, lorsque l'aspiration fonctionne, c'est-

à-dire lorsque la pompe 48 réduit la pression dans le tube 46 et ainsi dans la branche 40 et dans l'électrode 36, les gouttes de liquide qui se déposent à la face externe de l'électrode 36 sont aspirées par les trous 44. De cette manière, la surface de l'électrode ne porte plus de liquide accumulé, bien qu'il reste toujours un film, et le rendement du processus de charge est maintenu. Comme le liquide aspiré

est renvoyé dans le réservoir 22, il n'y a pas de gaspilla-

ge de liquide. Si la réduction de pression est créée par un éjecteur commandé par la pression principale à l'entrée,

comme indiqué dans un paragraphe précédent, l'effet d'aspi-

ration est automatique dès que la pompe 28 est mise sous tension. Il est souhaitable que le liquide qui n'est pas dirigé sous forme d'une pulvérisation soit récupéré pour plusieurs raisons. Les produits chimiques mis en oeuvre sont habituellement coûteux. Les pertes de liquide de la pulvérisation peuvent conduire à des débits de doses erronés et soit à une application insuffisante du liquide, soit à une marge d'incertitude sur les pertes. Les gouttes de liquide tombant sur les plantes peuvent provoquer une

détérioration lorsqu'une grande quantité de produits chimi-

ques est accumulée en un seul point. Les gouttes de liquide

parvenant sur le sol ou sur l'opérateur peuvent être trans-

portées ailleurs et peuvent provoquer des détériorations

à d'autres récoltes.

On a indiqué que la buse avait un seul trou cir-

culaire 20 et était destinée à former une pulvérisation creuse de forme conique. D'autres dessins de pulvérisation peuvent être souhaitables en fonction de la nature de la récolte, la variante la plus simple étant une répartition en coin ou en éventail, pour laquelle il existe dans le

commerce une buse ayant un orifice de forme convenable.

La figure 2 représente en vue de dessous les seules carac-

téristiques importantes d'une telle buse 60 de pulvérisation

en éventail et la forme allongée correspondante de l'élec-

trode 62 en forme de boucle. Cette boucle est formée de manière qu'un champ électrique pratiquement semblable

existe dans toutes les parties de la nappe liquide en éventail.

L'électrode 62 a des trous 64 d'aspiration et la disposition

est analogue de façon générale à celle de la figure 1.

Les électrodes peuvent être réalisées suivant les mêmes

principes dans le cas de buses ayant plusieurs trous dis-

posés suivant un arrangement circulaire ou rectiligne.

La conductivité du liquide doit être prise en

compte pour plusieurs raisons dans la conception de l'appa-

reil. La première considération est le degré de conducti-

vité qui est nécessaire pour que le processus de charge puisse s'effectuer. Dans le cas le plus simple, une nappe ou un filet de liquide partant de la buse et exposé à un champ électrique doit former un trajet de fuite vers le circuit d'alimentation afin qu'une charge résultante soit retenue sur les gouttelettes formées lors de la rupture

de la nappe ou du filet.

On peut faire une estimation numérique de l'ap-

titude du liquide par considération du fait que la charge doit circuler pendant le temps d'exposition du liquide au champ. Par exemple, dans le cas d'une buse fonctionnant

à une pression de l'ordre de 4 bars et à peu près indépen-

damment de la dimension de la buse, la vitesse initiale du jet est d'environ 20 m/s. Si le jet n'est pas divisé sur une distance axiale de 10 mm par exemple, le liquide échappe à l'influence du champ en 0,5 ms environ. Si le produit de la résistivité par la permitivité est inférieur à cette valeur, la charge résultante est efficace. Dans le cas de l'eau, ce produit est égal à 10 ns environ si bien qu'un facteur de 104 ou plus par rapport à l'eau reste disponible pour la prise en considération des effets des

matières de résistivité plus élevée.

Les conditions régnant au niveau d'une buse mé-

tallique peuvent varier par rapport au principe du filet de liquide en permettant la charge dans le champ appliqué à la mince couche de liquide qui est présente instantanément

à la surface de la buse. Dans le cas des liquides de résis-

tivité relativement faible, il est probable qu'une matière isolante telle qu'une matière plastique ou céramique, peut être utilisée non seulement pour la colonne 14 mais aussi avantageusement pour la buse 18. Le liquide forme alors un trajet conducteur continu, et la déformation du champ

provoquée par la présence de la face métallique est évitée.

Une autre possibilité est la formation de l'élec-

trode 36 en une matière isolante. Un film conducteur peut être appliqué à la surface mais, lorsqu'il est omis, la surface reçoit une couche conductrice de liquide dès que la pulvérisation commence. Grâce à la connexion assurée par les branches 38, 40 de support, la surface mouillée

de l'électrode 36 est maintenue au potentiel de la terre.

Un avantage d'un tel arrangement est que l'électrode 38 peut être remplacée facilement et de façon peu coûteuse en cas d'obstruction des trous d'aspiration 44 ou lors

de la formation d'une forme différente d'ouverture d'aspi-

ration, par exemple d'une fente. Ainsi, dans un tel mode de réalisation, une branche 38 de support peut porter une pince de fixation destinée à serrer l'anneau de l'électrode 36 à une première extrémité d'un diamètre et une connexion

tubulaire enfichable est formée dans la paroi de l'électro-

de 36, à l'autre extrémité du diamètre afin qu'elle coopère

avec la branche tubulaire 40 de support.

Etant donné les variations possibles des matières constituant la buse et l'électrode, la conductivité des liquides couramment utilisés dans les pulvérisations peut être utilisée avantageusement. Cependant, un problème continue à se poser puisque, lorsque le liquide qui reste dans le système de pulvérisation a été porté à une tension élevée, il doit être isolé ou remis au potentiel de la terre ou

de la masse pour des raisons de sécurité de l'opérateur.

Cependant, un réservoir isolé représente une capacité im-

portante et présente un danger lorsqu'il est chargé à un potentiel de plusieurs kilovolts. Il est préférable que le réservoir soit au potentiel de la masse pourvu que le courant de fuite à partir de la connexion à haute tension

au niveau de la buse puisse être limité à une valeur accep-

table et prédéterminée. On constate que le tube 24 de dis-

tribution, lorsqu'il est formé d'une matière très isolante, robuste et souple telle que le "Nylon",peut avoir un petit trou et une longueur plus grande afin que les fuites par

l'intermédiaire du liquide soient inférieures à 10 gA/kV.

Le résultat de toute combinaison choisie de longueur et de trou est facilement calculé, et la combinaison la plus favorable dépend évidemment de la pression nécessaire au niveau de la buse et de la pression disponible à la pompe 28. La perte de charge le long du tube, pour un débit donné en volume, est très sensible à la dimension du trou (suivant l'inverse de sa cinqui}tie puissance), et la longueur est le paramètre le plus avantageux. Un long tube peut être logé dans peu d'espace par formation d'un serpentin ou par empilement de tronçons rectilignes du tube raccordés à chaque extrémité par des éléments en U qui assurent la continuité. Dans le cas d'une buse 18 ayant un débit de 1,5 cm /s, une perte de charge le long du tube inférieure

à 10 % de la pression au niveau de la buse donne une résis-

tance de 110 MQ dans le cas d'une alimentation en eau.

Dans le cas du même-tube, lorsque la buse 60 est alimentée

avec un débit de 4,8 cm3/s, la perte de charge est d'envi-

ron 40 % de la pression plus faible correspondante à la buse si bien que la pression disponible de travail de la

pompe n'est pas en général une restriction.

Le courant de fuite observé pour l'eau, dans cette expérience, est encore élevé de manière indésirable par rapport au courant transporté par la pulvérisation chargée et une augmentation supplémentaire de la longueur

ou une faible réduction de la dimension du trou est indi-

quée si elle est possible industriellement. Dans le cas d'un liquide de plus grande résistivité, la détermination d'un tube convenable d'alimentation ne présente pas de difficultés. Des expériences qui ont été réalisées indiquent la valeur de la charge par induction de la pulvérisation formée sous pression par les buses représentées sur les figures 1 et 2, sous forme d'un dépôt commandé. Par exemple, la mesure du dépôt sur des cibles métalliques placées dans une soufflerie, avec une vitesse d'air de 2 m/s, indique que le dépôt sur le premier mètre de distance parcourue est 20 fois plus élevé dans le cas d'une pulvérisation

chargée que dans celui d'une pulvérisation non chargée.

La mesure de la dimension moyenne des gouttelettes et de la répartition de ces dimensions montre que la variation

entre l'état chargé et l'état non chargé n'est pas signi-

ficative, si bien'que le fait que le processus d'atomisation

considéré est essentiellement mécanique se trouve confirmé.

L'établissement d'une reproductibilité dans les mesures de charge entre divers expérimentateurs, dans des conditions différentes,présente des difficultés considérables et, bien que l'on considère que des rapports charge/masse compris entre 0,5 et 1,0 mC/kg (suivant le dessin de la buse) sont

représentatifs d'un fonctionnement à 5 kV dans ces expérien-

ces, la sensibilité du diagramme de dépôt à la présence de la charge est considérée comme ayant une plus grande signification. Des mesures de charge qui ont aussi été effectuées montrent que l'enlèvement continu du liquide déposé sur une électrode de charge par induction, selon l'invention, présente de la valeur. Ainsi, à 5 kv, une tension qui donne une intensité du champ efficace mais pas très élevée dans l'espace séparant l'électrode de la buse, permet une augmentation du rapport charge/masse d'au moins 50 %. Cette amélioration est supposée être due à la suppression des pertes de charge à partir du liquide déposé, ces pertes étant autrement provoquées par une décharge invisible par

effluve. Aux tensions plus élevées, en l'absence du fonc-

tionnement de l'aspirateur, la charge indiquée devient rapidement instable. Il se forme des festons à la surface

du liquide déposé et on peut observer des décharges disrup-

tives entre des festons et l'électrode 36.

Il apparaît que le fonctionnement de l'appareil

décrit reste identique dans son principe lorsque les pola-

rités sont inversées, la buse et la réserve de liquide étant au potentielde la terre. Il n'y a en fait pas de contribution à la charge par induction par la terre, mais

l'électrode d'induction locale est dans tous les cas suppo-

sée prédominante. Le problème des fuites à partir de l'ali-

mentation à haute tension par l'intermédiaire du tube de distribution de liquide et à la terre est évité et les

fuites à partir de l'électrode d'induction, par l'intermé-

diaire de la canalisation d'aspiration, doivent être prises en considération et peuvent être réduites à une faible

valeur acceptable, d'une manière analogue à la description

qui précède. La présence de l'électrode à haute tension et de l'ensemble de support pose à nouveau un problème

de sécurité qui peut être résolu par utilisation de précau-

tions bien connues, ce problème étant cependant évité lors de l'utilisation préférable du mode de réalisation dans

lequel la buse est à haute tension.

La figure 3 représente un autre mode de réalisation d'appareil selon l'invention dans lequel l'ensemble 112 à électrodes est cette fois destiné à être utilisé à un potentiel autre que celui de la terre. On considère que, dans certaines applications, il est avantageux d'obliger les particules de la pulvérisation à passer au niveau d'une électrode ayant un potentiel élevé, vers une cible placée

au potentiel de-la masse, par exemple une plante.

La tête 110 de pulvérisation représentée sur la figure 3 est essentiellement analogue à la tête 10 de

la figure 1, avec des modifications de l'arrangement élec-

trique permettant l'utilisation comme électrode de masse.

Le corps 114 peut être formé d'une matière conductrice lorsque cette caractéristique est avantageuse ou le liquide de pulvérisation qui se trouve à l'intérieur peut être mis au potentiel de la terre par une électrode comme décrit

précédemment pour l'électrode 34 d'alimentation. L'alimen-

* tation 124 en liquide n'a pas à assurer un isolement et l'ensemble de l'alimentation peut être mis à la masse comme indiqué par le symbole représentant la terre sur le réservoir 22. Le potentiel élevé est appliqué par l'alimentation 32 en énergie à l'électrode 135 qui est supportée avec isolement à distance de la buse 18 par des supports tels que 138, 139 et 140. L'appareil peut comporter deux, trois, quatre supports ou plus. En général, plus le nombre de

supports est faible, compte tenu de la stabilité, et meilleu-

res sont les caractéristiques afin que les fuites électri- ques soient réduites. L'électrode 136 est par exemple formée d'une matière conductrice telle qu'un métal ou une matière plastique revêtue mais si la connexion à haute tension

est prolongée à la région du dépôt de liquide de pulvérisa-

tion et si le liquide est conducteur, l'électrode peut

être formée d'une matière isolante comme décrit précédemment.

Les supports 138, 140 présentent des fonctions supplémentaires distinctes. Les supports tels que 139,

lorsqu'ils sont utilisés, n'ont qu'une fonction de support.

Les supports 138 constituent un conduit pour la connexion d'alimentation à haute tension, reliée à l'alimentation 32. Le support 140 est creux et permet une connexion avec le dispositif d'aspiration de l'électrode 136. Les supports peuvent être avantageusement formés d'un tube de matière plastique afin qu'ils donnent des propriétés mécaniques et d'isolement électrique nécessaires, l'électrode 136 et le châssis 150 étant enfoncés à force aux extrémités

du tube. Le raccordement de la connexion 130 et de l'élec-

trode 136 se trouve dans le tube 138 lors de l'utilisation

et n'est pas représenté. Le châssis 150 est aussi avantageu-

sement formé d'une matière isolante. Les supports peuvent

avoir des nervures solidaires ou ajoutées ou d'autres sail-

lies destinées à protéger le liquide contre les supports afin que les fuites superficielles par l'intermédiaire

d'un film de liquide conducteur soient réduites.

La partie 144 est creuse afin que la connexion

d'aspiration avec le tube 146 qui rejoint la partie d'as-

piration de la pompe 48, soit prolongée. Lors du fonctionne-

ment, le courant de liquide circulant dans le dispositif d'aspiration est en général un mélange d'air et de liquide,

comprenant des bulles et non une colonne continue de liqui-

de provenant de l'alimentation si bien que les pertes È0765 électriques sont plus faibles que celles d'une colonne continue et le trajet utilisable peut être plus court si bien que l'arrangement est simplifié. Le trajet sinueux

ou en serpentin formé par des pièces moulées complémentai-

res de matière plastique peut être utilisé pour la forma-

tion d'un trajet 146 d'aspiration sous une forme peu en-

combrante et rigide; Un dispositif protecteur 150 ayant une construction légère et formé de matière plastique peut être placé autour des supports de la seconde électrode afin qu'il évite le

contact éventuel qui pourrait donner un petit choc élec-

trique à un opérateur. Le dispositif protecteur ne doit pas être proche de l'électrode 136 au point de perturber

son action électrique sur la pulvérisation.

On a décrit l'électrode 36 comme étant formée d'un tube de section circulaire, ayant un diamètre de mm environ, percé de trous de 0,5 mm par exemple de dia- mètre afin que le liquide qui se trouve à l'extérieur puisse être aspiré à l'intérieur du tube avant enlèvement. Bien que cet arrangement soit efficace de façon générale, il peut arriver que la récupération du liquide doive être

améliorée.Des gouttelettes peuvent aussi se former à l'ex-

térieur et peuvent perturber l'aspiration et la charge.

D'autres formes d'électrodes aspirantes convenant dans un tel appareillage comportent des tubes perforés

enveloppés d'une matière poreuse, et des électrodes prolon-

gées de manière que l'aspiration du liquide ait lieu dans une région dans laquelle le champ électrique est moins intense. La figure 4 représente une forme de l'électrode

de la figure 2 à laquelle on a incorporé ces perfectionne-

ments. L'électrode sous forme d'une boucle allongée est

alors une tige ou un tube non perforé 162, ayant un prolon-

gement mince 163 en forme de feuille sur chacune des bran-

ches parallèles. Un tube perforé 164 est disposé sur la feuille 163, à distance de la buse, comme indiqué par la référence 20 sur la figure 2, afin qu'elle se trouve dans une région de champ électrique moins intense. Une couche d'une matière poreuse est enveloppée autour du tube 164 afin qu'elle recouvre les perforations 169. (La couche est représentée avec des parties arrachées).La matière poreuse peut être retenue par une pince 166 formée de ma-

tière plastique ou par tout autre dispositif convenable.

Il est avantageux que la couche 165 de matière poreuse puisse être jetée après usage et facilement remplacée par une nouvelle couche, par exemple lorsque le liquide de

la pulvérisation est différent. Le tube 164 a un prolonge-

ment 167 sur lequel un tube souple 168 peut être enfoncé afin qu'il assure la connexion à un raccord d'aspiration d'un ensemble tel que représenté par la référence 48 sur la figure 1. Les perforations 169 sont relativement grosses par rapport aux perforations 44 des figures 1 et 2. Lorsque le tube 164 a un diamètre de 10 mm, qui correspond à une dimension convenable, les perforations peuvent avoir un diamètre de 4 mm. On constate que de petites perforations, lorsqu'elles sont recouvertes par une couche de liquide,

ne permettent pas parfois une aspiration efficace du liquide.

Ce orçorteîent peut être dû aux forces de tension superfi-

cielle exercées sur la goutte et s'opposant à l'aspiration, et au fait que les perforations adjacentes qui ne sont pas bouchées ne àréent pas une résistance suffisamment élevée pour que l'air soit aspiré et que ces forces de retenue soient dépassées. Les perforations plus grosses ne résolvent pas cette difficulté,mais une couche poreuse

est efficace, pourvu que sa porosité soit convenable.

Une feuille analogue 163, un tube 164, une couche poreuse 165 et un prolongement 167 sont formés sur l'autre branche. L'extrémité du tube 164 est fermée comme indiqué par la référence 170. Dans d'autres modes de réalisation,

le tube 164 peut former une boucle ayant un seul prolonge-

ment 167 permettant la connexion de l'aspiration. Les matières utilisées pour les prolongements et les tubes peuvent être choisies de la manière décrite précédemment pour l'électrode elle-même. La nature de la matière poreuse doit être prise

en considération, car une matière poilue ou qui s'effilo-

che facilement peut former des "fils" qui constituent des organes de décharge du champ électrique. On constate que des éponges ou des mousses de matière plastique et certai-

nes étoffes non tissées conviennent.

Les arrangements décrits précédemment peuvent convenir à d'autres types de buses, par exemple celles

qui forment un cône de pulvérisation de section circulaire.

Les surfaces des prolongements 163 peuvent-faciliter la réduction du nombre de grosses gouttelettes indésirables perdues par la pulvérisation surtout dans le cas d'une application manuelle, à diverses inclinaisons, lorsque l'opérateur dirige la pulvérisation autour des plantes, des arbres ou des récoltes. Un tronçon de tube à paroi poreuse peut être utilisé à la place d'un tube entouré d'une matière poreuse. Dans tous les cas, la technique

mettant en oeuvre la porosité peut être appliquée aux élec-

trodes, telles que représentées sur les figures 1, 2 et 3, sans les feuilles formant les prolongements tels que 163.

Comme les conditions habituelles de fonctionne-

ment correspondent à une tension de 5 à 10 kV pour quelques dizaines de microampères, le choc électrique qui peut être reçu n'est pas important et est bien inférieur aux niveaux acceptables, de plusieurs puissances de 10. La puissance

nécessaire est ainsi d'environ 1 W par tête de pulvérisation.

Elle peut être fournie par des alimentations pilotées par oscillateur et alimentées par des piles sèches, dans le cas d'appareils portatifs à une seule tête, et la puissance consommée est très modeste dans le cas de l'alimentation électrique d'un véhicule lorsque l'arrangement à plusieurs têtes est monté sur un véhicule. L'énergie nécessaire à la pompe dans le cas d'une tête unique n'est pas bien grande. Une pression d'alimentation de quelques 400 kPa

(environ 4 bars) est nécessaire avec une dépression d'en-

viron 10 kPa (environ 0,1 bar) dans le cas de l'aspiration de l'électrode. Dans le cas d'un ensemble portatif, le pompage peut être assuré par pompage à la main amorçant un réservoir fermé ou par utilisation d'une bouteille d'air

comprimé qui est chargée avant d'être raccordée à l'appa-

reil. La collecte du liquide aspiré à partir de l'électro- -de dans un récipient séparé peut être plus commode

que son renvoi continu dans un réservoir fermé.

On a décrit des réalisations d'alimentation élec-

trique et d'alimentation en liquide convenant à un seul ensemble de pulvérisation qui peut être manuel ou porté par un véhicule, par exemple du type représenté sur les figures. Il faut noter que la tension de charge peut être appliquée à une partie quelconque de la buse conductrice

ou en un point quelconque du trajet de passage d'un li-

quide conducteur. En conséquence, un ensemble multiple, pouvant être utile pour la pulvérisation dans un champ à partir d'un tracteur, peut avoir soit une alimentation séparée pour chaque tête, soit une alimentation ramifiée

en liquide d'un groupe de têtes, avec une seule borne élec-

trique d'entrée au niveau du point de dérivation ou avant celui-ci.

Claims

REVENDICATIONS

1. Appareil de pulvérisation électrostatique, carac-

térisé en ce qu'il comprend une alimentation en liquide de pulvérisation, une tête (10) de pulvérisation ayant une entrée de liquide et une sortie de pulvérisation, une première et une seconde électrode (34, 36) supportées dans

l'appareil afin qu'elles appliquent une différence de po-

tentiels dans la région de la sortie de la pulvérisation,

si bien que la pulvérisation qui sort se charge par induc-

tion, et un dispositif d'aspiration (44-48) associé à au moins une électrode (36) et destiné à retirer le liquide

déposé sur l'électrode.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première électrode (34) est associée à la tête de pulvérisation (10) afin qu'elle soit au contact du liquide transmis, et la seconde électrode (36) est distante de la sortie de la pulvérisation et est munie du dispositif

d'aspiration (44-48).

3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde électrode (36) a un corps creux ayant une paroi et délimitant une ou plusieurs ouvertures (44) formées dans la paroi afin que le liquide déposé sur la

paroi puisse passer à l'intérieur du corps.

4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une partie au moins du corps est formée d'une matière conductrice et est destinée à être utilisée avec

un liquide non conducteur de pulvérisation.

5. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première électrode (34) est destinée à être utilisée à un potentiel autre que celui de la masse, et l'alimentation en liquide de pulvérisation comporte un réservoir (22) et un long trajet pour le liquide entre le réservoir (22) et l'entrée de liquide de la tête de pulvérisation afin que les fuites électriques à partir de l'électrode et dans le trajet de liquide et le liquide

qui peut être contenu soient limitées.

6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le long trajet de liquide comprend un tronçon

d'un tube isolant de l'électricité (24).

7. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le long trajet de liquide est un trajet sinueux formé dans un corps d'une matière isolante.

8. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'alimentation en liquide de pulvérisation comporte un récipient (22) de liquide qui est mis au potentiel de

la masse.

9. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'aspiration comprend un trajet

d'aspiration (40, 46) disposé entre l'électrode (36) asso-

ciée et une source d'une dépression (48) destinée à appli-

quer une dépression au niveau de l'électrode associée afin que le liquide soit retiré, le trajet de circulation étant aussi destiné à transporter le liquide retiré sur

une partie au moins de sa longueur.

10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé

en ce que l'électrode (36) associée au dispositif d'aspi-

ration est destinée à être utilisée à un potentiel autre

que celui de la masse, et le trajet de circulation d'as-

piration (40, 46) est long afin que les fuites électriques

provenant de l'électrode et formées par le trajet de circu-

lation et le liquide qu'il peut contenir soient réduites.

11. Appareil selon l'une des revendications 9 et

, caractérisé en ce que le liquide retiré est renvoyé

à l'alimentation en liquide <22).

12. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la source d'une dépression est un éjecteur à liquide (48), fonctionnant avantageusement avec le liquide

de l'alimentation en liquide.

13. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde électrode (38) est au potentiel de

la masse.

14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé

en ce que la seconde électrode (36) forme aussi un dispo-

sitif protecteur destiné à empêcher le contact d'un opérateur avec des parties de l'appareil qui ne sont pas au potentiel

de la masse.

15. Appareil selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le liquide de la pulvérisation contient du li-

quide et de l'air tous deux sous pression.

16. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tête de pulvérisation (10) a une seule sortie (20) destinée à former une pulvérisation ayant la forme d'un cône creux, d'un cône plein, d'un éventail creux ou d'un éventail plein, et la seconde électrode (36) a la forme d'une boucle dont la forme correspond à celle de

la pulvérisation et destinée à maintenir une distance sen-

siblement uniforme entre la surface de la pulvérisation

et le point le plus proche de la seconde électrode.

17. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde électrode (162) a au moins une partie (165) formée d'une matière poreuse et destinée à recevoir

du liquide qui se dépose, cette partie formant, par l'in-

termédiaire de ses pores, un dispositif permettant le passa-

ge du liquide déposé afin qu'il soit retiré par le-disposi-

tif d'aspiration.

18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé

en ce qu'il comprend, dans la seconde électrode, un dispo-

sitif (163) de support de la partie de matière poreuse

(165) à distance de la sortie de la pulvérisation.

19. Ensemble de pulvérisation destiné à être utilisé dans les champs et comprenant au moins un appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une alimentation comportant un réservoir (22) de liquide à pulvériser, une pompe (28) de liquide à pulvériser destinée

à chasser le liquide du réservoir vers la tête de pulvéri-

sation, un dispositif d'aspiration (48) destiné à consti-

tuer une source de dépression pour le dispositif d'aspira-

tion, une alimentation en énergie (32) destinée à appli-

quer la différence de potentiels, et un support destiné à maintenir l'appareil de pulvérisation au moins ou les appareils de pulvérisation dans une configuration dans laquelle ils dirigent une pulvérisation de liquide chargé

de pulvérisation.

20. Ensemble selon la revendication 19, caractérisé

en ce que le support est destiné à être monté sur un véhi-

cule afin qu'il porte plusieurs appareils de pulvérisation

formant un arrangement.