Pulvérisateurs : le régulateur de pression

Cet élément très important assure la stabilité de la pression dans le circuit à une valeur déterminée par l'utilisateur. Il a plusieurs effets : Tout d'abord il permet en fonction du diamètre des buses de déterminer le débit de l'appareil. Il permet de protéger le circuit contre des pressions trop élevées susceptibles d'entraîner la destruction de certains organes. En cas de sur ou sous régime de la pompe, il maintient la pression à une valeur constante, (dans une certaine limite bien sûr) choisie par l'utilisateur en fonction du débit hectare désiré et des sections de buse installées. La pompe de pulvérisation lorsqu'elle est volumétrique fournit un débit proportionnel au régime de la prise de puissance donc du moteur.

Dans le cas d'un limiteur de pression à action directe, la pression d'ouverture est plus faible que la pression de plein débit. Sur un pulvérisateur classique, lorsqu'on isole une rampe, la pression augmente.

C'est l'élément récepteur, qui, en s'opposant au débit de la pompe crée une élévation de la pression. Dans le cas du pulvérisateur, ce sont les buses par leur orifice calibré qui s'opposent au débit de la pompe, l'élévation de pression qui en résulte est fonction de la surface de l'orifice calibré qui permet le retour en cuve. Si cet orifice est fixe, la pression dans le circuit sera tributaire de l'élévation ou de la baisse de régime du moteur car il influe sur le débit de la pompe mais également du nombre de rampes en service, si l'on stoppe une rampe pour terminer une bordure la pression va augmenter, donc le débit aux buses en action, donc la dose épandue à l'hectare. De manière à ce que la pression dans le circuit reste pratiquement constante on utilise un régulateur de pression, c'est à dire un clapet poussé sur son siège au moyen d'un ressort hélicoïdal dont on peut modifier le tarage au moyen d'une molette facilement accessible. Lorsqu'on isole une rampe le clapet du régulateur s'ouvre un peu plus pour permettre au débit non utilisé par la rampe de retourner au réservoir en plus du débit réservé à l'agitateur hydraulique. Les limiteurs de pression utilisent un ressort hélicoïdal qui repousse le clapet sur son siège la pression du circuit s'exerce sur la surface du clapet offerte au fluide côté pression. Le produit de la pression multiplié par cette surface engendre une force qui tend à soulever le clapet (F daN = p bar x s cm2). Le ressort crée une force antagoniste, elle s'oppose à l'ouverture du clapet, l'intensité de la force exercée par le ressort dépend de son type, chacun a sa courbe caractéristique selon qu'il s'agit d'un ressort à lame, type Belleville ou hélicoïdal. La caractéristique principale du ressort hélicoïdal est d'exercer une force de poussée proportionnelle à son écrasement, ce qui signifie que plus le clapet s'ouvre plus la force nécessaire pour le déplacer augmente.

Le limiteur de pression à action directe

Sur les limiteurs de pression à action directe on observe une pression qui correspond au débit d'ouverture du clapet lorsque l'écrasement du ressort est faible, au fur et à mesure que le débit de retour par le limiteur augmente, la section de passage nécessaire provoque un déplacement plus important du clapet donc un écrasement supplémentaire du ressort : il s'ensuit une augmentation de pression dans le circuit dite "pression de plein débit". Le limiteur de pression à action directe possède une plage de fonctionnement qui va de la pression d'ouverture à la pression de plein débit : cette différence de pression est proportionnelle au degré d'ouverture du clapet. Le limiteur de pression à action directe a un inconvénient important, en effet lorsque la pression aura été ajustée en fonction du traitement à réaliser, toute variation du régime de la prise de puissance (terrain en pente) donc de la pompe (ou modification du nombre de rampes en fonction), engendrera un débit de retour différent donc une modification de la pression de pulvérisation et par conséquence une variation de la dose épandue par hectare.

Dans cet exemple, la pression d'ouverture se situe entre 3 et 5 bars. Elle monte jusqu'à 10 bars si toutes les rampes sont isolées et que tout le débit de la pompe doit retourner au réservoir par le limiteur.

L'utilisation d'un limiteur de pression à action directe conduit entre autres à prévoir un retour compensé en cuve lorsqu'on isole une rampe.Les limiteurs de pression à action directe sont dans la mesure du possible dotés de ressorts hélicoïdaux longs ce qui permet de diminuer la différence de pression entre la pression d'ouverture et la pression de plein débit. Ce limiteur commence à s'ouvrir en moyenne à une pression comprise entre 60 et 70 % de la pression maximale que l'on peut constater lorsqu'il est en pleine ouverture.

Le limiteur de pression piloté :

Ce limiteur se compose d'un piston ou d'un tiroir largement dimensionné qui établit la communication vers le réservoir. Ce clapet est rappelé sur son siège par un ressort qui exerce une force très faible, son action est complétée par le fait qu'un petit orifice conduit la pression à s'établir également derrière ce clapet. La pression étant identique des deux côtés de ce clapet piloté, il reste fermé sous l'action du ressort. La chambre contenant le ressort du clapet piloté est en communication avec un petit clapet qui constitue le pilote. Lorsque la pression s'élève elle agit sur la surface du clapet pilote dont le ressort est taré à la pression que l'on souhaite ne pas dépasser. Lorsque le clapet pilote s'ouvre le débit qui retourne au réservoir crée une chute de pression derrière le clapet piloté et lui permet de s'ouvrir. Son degré d'ouverture correspond au débit de retour nécessaire, le laminage du liquide est réduit puisque la différence de pression qui provoque l'ouverture est très faible. Le limiteur de pression piloté présente l'avantage de commencer à s'ouvrir lorsque la pression atteint 90 à 95 % de la pression maximale de pleine ouverture. Sa plage d'action est beaucoup plus précise.

Dans le cas d'un limiteur de pression piloté, la pression d'ouverture est beaucoup plus proche de la pression de pleine ouverture.

Ce limiteur se justifie pour des débits de retour importants, très utilisé en hydrostatique il l'est moins sur les pulvérisateurs car le nombre de pièces qui le compose est plus important ce qui augmente son coût tandis qu'il ne résout pas tous les inconvénients liés à une fluctuation de la pression. La généralisation des retours compensés en cuve lorsqu'on isole une rampe ainsi que l'utilisation des consoles électroniques de régulation permet en général de se satisfaire d'un limiteur de pression à action directe.

www.abadia-autoeditions.fr