Mischdüse
Die Erfindung bezieht sich auf eine Mischdüse, die zum Vermengen von Flüssigkeiten und/oder festen Partikeln mit Flüssigkeiten oder von Flüssigkeiten und/ouer festen Partikeln mit Gasen, und zum Ausstossen der entstandenen Mischung, beispielsweise Aufsprühen auf Oberflächen oder Versprühen in einen Raum hinein für beliebige Zwecke verwendet werden kann.
In der bevorzugten Ausführungsform kann die er findungsgemässe Sprühdüse dazu dienen, ein erstes fliessfähiges Medium, im folgenden auch Fluidum genannt, welches flüssig oder gasförmig sein kann, mit mehreren anderen Fluida zu vermengen, beispielsweise erstens mit einer Flüssigkeit und zweitens mit einem feste Partikeln mitführenden Gas, oder erstens mit zwei anderen Flüssigkeiten und zweitens mit einer dritten anderen Flüssigkeit oder auch zweitens mit einem feste Partikeln mitführenden gasförmigen oder flüssigen Trägermedium; die Reihenfolge des Vermischens ; richtet sich im Einzel- falle danach, wie man das bestmögliche Ergebnis erhält.
Die zusätzlichen zu vermengenden Fluida werden bei dieser Ausführungsform dem strömenden ersten Fluidum in zwei aufeinanderfolgenden Gebieten hoher Turbulenz beigemischt; diese wird erzeugt durch einen speziell geformten Leitkörper, wie er im USA-Patent Nr. 2770501 von Henri Coanda beschrieben ist.
Die im genannten Patent beschriebene Vorrichtung ist einfach, wirksam, vielseitig verwendbar, erlaubt eine genaue Dosierung der miteinander zu vermengenden Stoffe und ist wirtschaftlich.
Zweck der Erfindung ist eine Weiterentwicklung dieser Vorrichtung in der Richtung, dass ein sukzessives Vermengen mehrerer zusätzlicher Fluida in gewünschter Reihenfolge möglich wird.
Die erfindungsgemässe Mischdüse ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Düsenkanal, einen Strömungsleitkörper mit einer Vorderkante und einer Hinterkante, mindestens eine zwischen diesen Kanten angeordnete Ausnehmung, die an ihrer Rückseite durch eine Strömungsleitfläche begrenzt wird, mindestens eine erste Zuleitung, welche in die Ausnehmung einmündet, und mindestens eine zweite Zuleitung, welche in die Hinterkante des Leitkörpers einmündet, aufweist.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist die Mischdüse so ausgebildet, dass Fluidum zur Vorderkante des Profilkörpers strömt und sich dort in zwei mindestens teilweise laminare Ströme teilt, zwischen denen ein Gebiet niedrigen Drucks liegt. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die im Gebiet zwischen Vorderkante und Hinterkante des Profils vorgesehene Ausnehmung von der einen bis zur anderen Seitenfläche des Profilkörpers durchgeht, wodurch die Turbulenz in diesem Gebiet stark gesteigert wird.
Für bestimmte Verwendungszwecke können statt einer durchgehenden Ausnehmung auch zwei Ausnehmungen vorgesehen sein, die voneinander durch eine Trennwand getrennt sind; bei dieser Ausführungsform ist das Profil nicht notwendig symmetrisch ausgebildet.
Vorzugsweise ist die rückwärtige Begrenzungsfläche der Ausnehmung bzw. Ausnehmungen parallel zur Vorderkante des Profils und bildet eine Strömungsleitfläche, durch welche ein zweites Gebiet mindestens teilweise laminarer Strömung erzeugt wird, und zwar hinter der durch die Ausnehmung erzeugten Zone hoher Turbulenz. Durch den hinteren Teil des Profilkörpers wird dann eine anschliessende zweite Turbulenzzone geschaffen. Die Hinterkante des Profilkörpers ist vorzugsweise nicht scharf, sondern stumpf mit diskontinuierlicher Kontur ausgebildet, wodurch das Auftreten einer Turbulenz und eines niedrigen Druckes begünstigt werden, wenn die Hinterkante aus dem offenen Ende des Kanals, in welchem der Profilkörper angeordnet ist, hervorragt.
Die in dem Profilkörper eingeführten Zuleitungen, nämlich die erste und die zweite Zuleitung, werden zum Gebrauch an Fluidenquellen angeschlossen, aus denen die gewünschten Fluida eingeleitet werden.
Vorzugsweise sind die Zuleitungen gegenüber der Ausnehmung paarweise so angeordnet, dass ihre Mündungen sich gegenüberstehen, so dass die von ihnen ausgestossenen Strahlen aufeinanderprallen und eine Wirbelscheibe bilden, in welcher sich das zugeführte Flui dum verteilt und mit dem vorbeigehenden Längsstrom vermengt. Der Hohlraum des Profilkörpers hat gemäss einer bevorzugten Ausführungsform an seiner Hinter kante eine rechteckige ! Öffnung, aus welcher das durch die zweiten Zuleitungen zugeführte Fluidum entweichen kann.
Der Profilkörper ist vorzugsweise am Auslassende des Längsströmungskanals angeordnet, durch den das erste Fluidum strömt, welchem die anderen Fluida beigemengt werden und welches im allgemeinen als Träger und Treibfluidum dient, mit dessen Hilfe die entstehende Mischung ausgestossen und/oder gegen eine Oberfläche oder in einen Raum hineingeschleudert wird.
Wenn das erste Fluidum ein Gas, wie Luft, ist, dann eignet sich die Mischdüse zum Versprühen von verschiedenen Flüssigkeiten in fein zerstäubter Form oder von flüssigen und/oder festen Partikeln, wobei eine oder mehrere Arten in der ersten Turbulenzzone in Nachbarschaft der Ausnehmung mit dem Längsstrom vermischt und ein oder mehrere Arten zusätzlicher Flüssigkeiten oder fester Partikeln in der zweiten Turbulenzzone an der Hinterkante des Profilkröpers der Mischung beigemengt werden können.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Mischdüse und die Art ihrer Verwendung anhand der Zeichnungen erläutert.
In diesen sind gleiche Teile in verschiedener Ansicht stets durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Fig. 1 zeigt in Blockdarstellung eine mit einer Ausführungsform der Mischdüse nach vorliegender Erfindung ausgestattete Anlage.
Fig. 2 zeigt in grösserem Massstab die Mischdüse im isometrischen Schrägbild, wobei der Mantel des Düsenkanals aufgebrochen ist, um den Profilkörper freizulegen, und
Fig. 3 zeigt eine modifizierte Form des Profilkörpers.
Gemäss Fig. 1 enthält die Gesamtanlage ein Gebläse 10, durch welches über das Rohr 10 ein Luftstrom beträchtlicher Geschwindigkeit in das Anschlussstück 40 eingeblasen wird; dieses mündet in einen rechteckigen Teil 43 mit rechteckiger Austrittsöffnung 41 ein. Im rechteckigen Teil 43, im folgenden Düsenkanal genannt, ist ein Profilkörper 21 angeordnet, der eine Vorderkante 39 und eine Hinterkante 33 aufweist; die letztere ist abgestumpft und ragt aus der Öffnung 41 des Düsenkanals 43 heraus. Der Profilkörper 21 ist mit einer im wesentlichen gleichschenklig-dreieckigen Ausnehmung 38 versehen, deren Spitze nahe an der Vorderkante 39 liegt und deren hintere Kante, das ist die Grundlinie des Dreiecks, eine zweite Vorderkante 35 für die Längsströmung bildet.
Wie bereits gesagt, hat der Profilkörper ein tropfenförmiges Profil, wobei Oberund Unterseite konvex und symmetrisch sind und jede derselben der konvexen Seite eines Lufttragflügels entspricht.
Der Profilkörper 21 ist mit zwei ersten Zuleitungen 17 und 19 verbunden, welche mit ihren Austrittsöffnungen 36 bzw. 37 in die Ausnehmung 38 einmünden und welche mit Eluidumquellen verbunden werden können, durch welche Fluida gleicher oder verschiedener Art in die Ausnehmung eingeleitet werden können. Der Profilkörper ist ferner mit einem Hohlraum 32 versehen, der an der Hinterkante 33 eine rechteckige Auslassöffnung 34 hat, durch welche der aus ihr austretende Strom in dieselbe Richtung wie der durch den Düsenkanal 43 fliessende Längsstrom gelenkt wird. Der Hohlraum 32 ist mit einer Leitung 15 über die zweiten Zuleitungen 15a und 15b verbunden, die zu gegenüberliegenden Seiten des Hohlraumes führen und in diesen mit ihren Austrittsöffnungen 30 bzw. 31 einmünden.
Die Zuleitung 15, der Hohlraum 32 und die Auslass öffnung 32 haben je einen erheblich grösseren Querschnitt als die ersten Zuleitungen 17 und 19; sie sind für die Zuführung grosser Gasmengen oder von festen Partikeln in Trägergasen ausgelegt.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist die in Fig. 2 dargestellte Düse zum Gebrauch über das Anschlussstück 40 an das Rohr 11 angeschlossen, welches mit dem Gebläse 10 in Verbindung steht. Die Fluidumquellen 12, 13 und 14 sind über Rohre 16, 18 bzw. 20 an die Zuleitungen 15, 17 bzw. 19 angeschlossen.
Bei der in Fig. 3 dargestellten modifizierten Form des Leitkörpers geht die Ausnehmung nicht von einer Oberfläche zur anderen ganz durch den Leitkörper hindurch. Es ist vielmehr in Längsrichtung eine Trennwand 50 in der Ausnehmung vorgesehen, welche die Strö mungsleitfläche 35 in Richtung der Grundlinie der Drei ecksausnehmung in eine obere Fläche 35a und eine untere Fläche teilt. In entsprechender Weise ist der Hohlraum 32 (Fig. 2) in diesem Falle durch eine Trennwand 52 in eine obere Kammer 32a und eine untere Kammer 32 unterteilt, welche beide an der Hinterkante 33 des Leitkörpers je eine rechteckige Auslassöffnung 34a bzw. 34b haben.
Dabei führen zu der oberen und der untere'n Ausnehmung je ein Paar von Zuleitungen 17a, 19a bzw. 17b, 19b und zu der oberen und der unteren Kammer im hinteren Teil des Leitkörpers je ein Paar Zuleitungen 15c, 15e bzw. 15d, 15f. Durch die in Fig. 3 dargestellte Konstruktion wird erreicht, dass vier zusätzliche Fluide zum Zwecke des Vermengens zugeführt werden können.
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Leitkörper ist vorzugsweise symmetrisch; dies ist bei der in Fig. 3 dargestellten Form nicht notwendig der Fall. Wenn die Fluida, die durch die Zuleitungen 17a und 19a zugeführt werden sollen, sich in ihrer Viskosität von den durch die Zuleitungen 1 7b und 19b zuzuführenden unterscheiden, kann es zweckmässig sein, das Profil zu ändern, indem man die Konvexität der einen oder anderen Fläche zwecks Erzielung optimaler Ergebnisse grö 13er oder kleiner macht.
Ein Beispiel für die zahlreichen Verwendungsmöglichkeiten der beschriebenen Düsen ist das Spritzen von Glasfasern und Epoxyharzen auf oder in eine Form, wobei mindestens vier Fluida in unterschiedlichen Zuständen und mit verschiedenen Eigenschaften verarbeitet werden. Erstens muss dabei ein Gas strom erzeugt werden, dem die anderen Komponenten beigemischt werden, für die er als Träger oder Treibmittel beim Verspritzen dient. Zweitens müssen mindestens zwei verschiedene Flüssigkeiten miteinander und mit dem Gasstrom vermischt werden, um eine härtbare Epoxymischung zu erhalten, und endlich muss eine Menge Glasfasern passender Dimensionen in einem Luftstrom der Mischung des Gasstroms und der Epoxymischung beigemengt werden, so dass eine zum Auftragen auf oder Eintragen in die Form geeignete gleichmässige Mischung entsteht.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Düse wird der Gasstrom durch das Gebläse 10 erzeugt. Während dieser Strom über den Leitkörper 21 hinwegstreicht, werden die beiden flüssigen Komponenten der Epoxymischung durch die Öffnungen 36 und 37 in die dreieckige Aus nehinung des Leitkörpers eingeleitet. Wegen des in der Ausnehmung bestehenden Unterdrucks und der in ihr erzeugten Turbulenz werden die Flüssigkeiten miteinander vermengt, und vom Gasstrom über die Strömungsleitfläche 35 zur Hinterkante 33 des Leitkörpers mitgenommen. Die von einem zweiten Gasstrom getragenen Glasfasern werden durch die Öffnungen 30 und 31 in den Hohlraum 32 geleitet und treffen hinter der Hinterkante 33 in einer zweiten Turbulenzzone mit der ersten Mischung zusammen.
Es entsteht dabei ein gleichmässiges Gemenge der verschiedenen Komponenten, welches nach dem Aufspritzen auf oder Einspritzen in eine Form zu einem glasfaserhaltigen Epoxyharz aushärtet.
Ein anderes Beispiel für die Verwendung der Mischdüse ist die Behandlung von Saatgut oder Getreide mit Chemikalien in flüssiger oder trockener Form zwecks Verhütung von Krankheitsbefall, zum Zwecke der Schädlingsbekämpfung oder zum Aufbringen wachstumsfördernder Mittel. In diesem Falle wird wieder durch das Gebläse 10 im Kanal 43 ein Luftstrom hoher Geschwindigkeit erzeugt. Die Chemikalien können dem Luftstrom durch die Leitungen 17 und 19 über die dreieckige Ausnehmung des Leitkörpers zugeführt und mit ihm vermengt werden. Das zu behandelnde Gut kann durch die Leitung 15 zugeführt und durch die rechteckige Öffnung 34 an der Hinterkante 33 ausgestossen werden.
Bei dieser Behandlung kommt offensichtlich jedes einzelne Korn in innigen Kontakt mit dem chemischen Behandlungsmittel; das behandelte Gut wird durch den Gasstrom zwecks Lagerung oder Transport in einen Behälter eingebracht.
Noch ein anderes Beispiel für die Verwendung der Mischdüse ist das Vermengen dreier Fluida im flüssigen Zustand. So kann Wasser mit entsprechender Geschwindigkeit durch den Kanal 43 am Leitkörper 21 vorbeigepumpt werden. Ein Emulgator auf Erdölbasis kann durch die Zuleitungen 17 und 19 zugeführt und in der ersten Turbulenzzone bzw. in der Ausnehmung dem Wasser beigemengt werden. Darauf kann ein durch die Leitung 15 zugeführtes Insektizid, nach Ausstossen durch die Öffnung 34 in der zweiten Turbulenzzone dem vorbeistreichenden Flüssigkeitsstrom beigemengt werden.
Für einen weiteren Verwendungszweck kann die Mischdüse in der Zuleitung zu einem Dampfkessel montiert werden, wobei eine Anzahl von Zusätzen, wie Enthärtungsmittel, Antikorrosionsmittel und Mittel gegen die Bildung von Kesselstein dem Speisewasser zugemischt werden können und jeder Zusatz durch eine oder mehrere der Zuleitungen in die zwei Turbulenzzonen eingebracht werden kann. Die Stellung des Leitkörpers 21 gegenüber der Austrittsöffnung 41 hängt bis zu einem bestimmten Grade von der Geschwindigkeit der durch das Ausschlussstück 40 eintretenden Strömung ab. Bei veränderten Bedingungen kann der Leitkörper 21 auch gänzlich innerhalb des Düsenkanals 43 angeordnet sein, oder es kann anderseits die Vorderkante 39 praktisch in der Austrittsöffnung 41 liegen.
Bei Zerstäubung von Flüssigkeiten erhält man die besten Ergebnisse allerdings dann, wenn die Hinterkante aus dem Düsenkanal herausragt, weil dann durch die umgebende Luft die Turbulenz an der Hinterkante erhöht wird. Die für eine bestimmte Verwendung optimale Stellung des Leitkörpers 21 gegenüber der Austrittsöffnung 41 des Düsenkanals 43 kann in jedem Falle durch Versuche ohne Schwierigkeit festgestellt werden.
Es ist also möglich, dass bei einer Art der Verwendung bessere Ergebnisse erzielt werden, wenn sich der Leitkörper gänzlich innerhalb des Düsenkanals befindet, während für andere Verwendungszwecke seine Einstellung gänzlich ausserhalb desselben oder auch eine Zwischenstellung günstiger ist; es ist deshalb zweckmässig, dass der Leitkörper gegenüber dem Düsenkanal verschiebbar ist.
In bestimmten Fällen kann der Düsenkanal auch weggelassen werden. Wenn beispielsweise Substanzen von einem Flugzeug aus verteilt werden sollen, dann erzeugt die Bewegung des Leitkörpers durch die Luft die zum einwandfreien Arbeiten erforderliche Luftströmung längs des Leitkörpers.
Gemäss einem weiteren Anwendungsbeispiel sind ein oder mehrere Leitkörper an den Enden rotierender Arme montiert, deren Rotation für die erforderliche Relativbewegung gegenüber dem umgebenden Fluidum sorgt. So können solche Luftkörper, die an den Enden der Rotorblätter eines Helikopters montiert sind, durchaus zufriedenstellend arbeiten.
Eine noch grössere Vielseitigkeit ist möglich durch Verwendung der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform, wobei dem Längsstrom bis zu vier verschiedene Fluida in der dreieckigen Ausnehmung und zwei weitere verschiedene Fluida aus der Öffnung in der Hinterkante zugemischt werden können. Im Hinblick darauf, dass der den Strömungsleitkörper schnell passierende Längsstrom sowohl in der Ausnehmung als auch an der Hinterkante Unterdruckgebiete erzeugt, ist es für bestimmte Anwendungen nicht erforderlich, die zusätzlich durch die Leitungen 15, 17 und 19 zugeführten Fluida unter Druck einzuleiten. Je nach den Eigenschaften der beizumengenden Stoffe können die Vorratsbehälter für diese Stoffe durch einfache Rohre angeschlossen werden, aus denen das Fluidum durch den Unterdruck in den Leitkörper hineingesaugt wird und in den vorbeifliessenden Längsstrom gelangt.
Die erfindungsgemässe Düse kann auch andere als die beispielsweise beschriebenen Formen haben. So kann die Ausnehmung im Leitkörper für bestimmte Anwendungen auch eine andere als dreieckige Gestalt haben, und die geometrische Form der zweiten Vorderkante kann ebenfalls anders sein.
Mixing nozzle
The invention relates to a mixing nozzle which is used for mixing liquids and / or solid particles with liquids or liquids and / or solid particles with gases, and for ejecting the resulting mixture, for example spraying on surfaces or spraying into a room for any Purposes can be used.
In the preferred embodiment, the spray nozzle according to the invention can be used to mix a first flowable medium, also called fluid in the following, which can be liquid or gaseous, with several other fluids, for example firstly with a liquid and secondly with a gas that carries solid particles , or firstly with two other liquids and secondly with a third other liquid or also secondly with a gaseous or liquid carrier medium carrying solid particles; the order of shuffling; depends in each individual case on how to get the best possible result.
In this embodiment, the additional fluids to be mixed are mixed with the flowing first fluid in two successive regions of high turbulence; this is generated by a specially shaped guide body, as described in US Pat. No. 2770501 by Henri Coanda.
The device described in the cited patent is simple, effective, versatile, allows precise metering of the substances to be mixed with one another and is economical.
The purpose of the invention is a further development of this device in such a way that a successive mixing of several additional fluids in the desired order is possible.
The mixing nozzle according to the invention is characterized in that it has a nozzle channel, a flow guide body with a front edge and a rear edge, at least one recess arranged between these edges which is delimited on its rear side by a flow guide surface, at least one first feed line which opens into the recess, and at least one second feed line which opens into the rear edge of the guide body.
According to a preferred embodiment, the mixing nozzle is designed such that fluid flows to the front edge of the profile body and there divides into two at least partially laminar flows, between which there is an area of low pressure. This can be achieved in that the recess provided in the area between the front edge and rear edge of the profile extends from one side to the other of the profile body, whereby the turbulence in this area is greatly increased.
For certain purposes, instead of one continuous recess, two recesses can be provided, which are separated from one another by a partition; in this embodiment the profile is not necessarily designed symmetrically.
The rear boundary surface of the recess or recesses is preferably parallel to the front edge of the profile and forms a flow guide surface through which a second region of at least partially laminar flow is generated, namely behind the zone of high turbulence generated by the recess. A subsequent second turbulence zone is then created through the rear part of the profile body. The rear edge of the profile body is preferably not sharp, but rather blunt with a discontinuous contour, whereby the occurrence of turbulence and a low pressure are favored when the rear edge protrudes from the open end of the channel in which the profile body is arranged.
The feed lines introduced into the profile body, namely the first and second feed lines, are connected for use to fluid sources from which the desired fluids are introduced.
The supply lines are preferably arranged in pairs opposite the recess so that their mouths face each other so that the jets emitted by them collide and form a vortex disc in which the supplied fluid is distributed and mixed with the passing longitudinal flow. The cavity of the profile body has according to a preferred embodiment at its rear edge a rectangular! Opening from which the fluid supplied through the second supply lines can escape.
The profile body is preferably arranged at the outlet end of the longitudinal flow channel through which the first fluid flows, to which the other fluids are added and which generally serves as a carrier and propellant fluid, with the help of which the resulting mixture is ejected and / or against a surface or into a space is thrown into it.
If the first fluid is a gas, such as air, then the mixing nozzle is suitable for spraying various liquids in finely atomized form or of liquid and / or solid particles, one or more species in the first turbulence zone in the vicinity of the recess with the Longitudinal flow mixed and one or more types of additional liquids or solid particles can be added to the mixture in the second turbulence zone at the rear edge of the profile body.
In the following a preferred embodiment of the mixing nozzle according to the invention and the type of its use are explained with reference to the drawings.
In these, the same parts are always identified by the same reference symbols in different views.
Fig. 1 shows a block diagram of a system equipped with an embodiment of the mixing nozzle according to the present invention.
FIG. 2 shows the mixing nozzle on a larger scale in an isometric oblique image, the jacket of the nozzle channel being broken open in order to expose the profile body, and FIG
Fig. 3 shows a modified form of the profile body.
According to FIG. 1, the overall system contains a fan 10, by means of which an air stream of considerable speed is blown into the connection piece 40 via the pipe 10; this opens into a rectangular part 43 with a rectangular outlet opening 41. In the rectangular part 43, hereinafter referred to as the nozzle channel, a profile body 21 is arranged, which has a front edge 39 and a rear edge 33; the latter is truncated and protrudes from the opening 41 of the nozzle channel 43. The profile body 21 is provided with a substantially isosceles triangular recess 38, the tip of which is close to the front edge 39 and the rear edge, which is the base line of the triangle, forms a second front edge 35 for the longitudinal flow.
As already stated, the profile body has a teardrop-shaped profile, the top and bottom being convex and symmetrical and each of which corresponds to the convex side of an air wing.
The profile body 21 is connected to two first supply lines 17 and 19, which open into the recess 38 with their outlet openings 36 and 37 and which can be connected to sources of eluid through which fluids of the same or different types can be introduced into the recess. The profile body is also provided with a cavity 32, which has a rectangular outlet opening 34 on the rear edge 33, through which the flow emerging from it is directed in the same direction as the longitudinal flow flowing through the nozzle channel 43. The cavity 32 is connected to a line 15 via the second supply lines 15a and 15b, which lead to opposite sides of the cavity and open into these with their outlet openings 30 and 31, respectively.
The feed line 15, the cavity 32 and the outlet opening 32 each have a considerably larger cross section than the first feed lines 17 and 19; they are designed for the supply of large quantities of gas or solid particles in carrier gases.
As can be seen from FIG. 1, the nozzle shown in FIG. 2 is connected for use via the connection piece 40 to the pipe 11, which is connected to the fan 10. The fluid sources 12, 13 and 14 are connected to the supply lines 15, 17 and 19 via pipes 16, 18 and 20, respectively.
In the modified form of the guide body shown in FIG. 3, the recess does not go completely through the guide body from one surface to the other. Rather, a partition 50 is provided in the recess in the longitudinal direction, which divides the Strö mungsleitfläche 35 in the direction of the base line of the triangle recess in an upper surface 35a and a lower surface. Correspondingly, the cavity 32 (FIG. 2) in this case is divided by a partition 52 into an upper chamber 32a and a lower chamber 32, each of which has a rectangular outlet opening 34a and 34b on the rear edge 33 of the guide body.
A pair of feed lines 17a, 19a or 17b, 19b lead to the upper and lower recess and a pair of feed lines 15c, 15e or 15d, 15f to the upper and lower chamber in the rear part of the guide body. The construction shown in FIG. 3 means that four additional fluids can be supplied for the purpose of mixing.
The guide body shown in Figures 1 and 2 is preferably symmetrical; this is not necessarily the case in the form shown in FIG. 3. If the fluids that are to be supplied through the supply lines 17a and 19a differ in their viscosity from the fluids to be supplied through the supply lines 17b and 19b, it can be useful to change the profile by changing the convexity of one or the other surface make it larger or smaller to achieve optimal results.
An example of the many possible uses of the nozzles described is the spraying of glass fibers and epoxy resins on or into a mold, with at least four fluids being processed in different states and with different properties. Firstly, a gas flow has to be generated to which the other components are added, for which it serves as a carrier or propellant during spraying. Second, at least two different liquids must be mixed with one another and with the gas flow to obtain a curable epoxy mixture, and finally a quantity of glass fibers of suitable dimensions must be added to the mixture of the gas flow and the epoxy mixture in an air flow, so that one can be applied to or carried in a suitable uniform mixture is created in the mold.
In the case of the nozzle shown in FIG. 2, the gas flow is generated by the fan 10. While this current sweeps over the guide body 21, the two liquid components of the epoxy mixture are introduced through the openings 36 and 37 into the triangular recess of the guide body. Because of the negative pressure existing in the recess and the turbulence generated in it, the liquids are mixed with one another and carried along by the gas flow via the flow guide surface 35 to the rear edge 33 of the guide body. The glass fibers carried by a second gas stream are passed through the openings 30 and 31 into the cavity 32 and meet behind the trailing edge 33 in a second turbulence zone with the first mixture.
The result is a uniform mixture of the various components, which hardens to a glass fiber-containing epoxy resin after being sprayed onto or into a mold.
Another example of the use of the mixing nozzle is the treatment of seeds or grains with chemicals in liquid or dry form for the purpose of preventing disease, for the purpose of pest control or for the application of growth-promoting agents. In this case, a high-speed air flow is generated again by the fan 10 in the duct 43. The chemicals can be fed to the air flow through the lines 17 and 19 via the triangular recess in the guide body and mixed with it. The material to be treated can be fed in through the line 15 and ejected through the rectangular opening 34 at the rear edge 33.
During this treatment every single grain obviously comes into intimate contact with the chemical treatment agent; the treated material is brought into a container by the gas flow for storage or transport.
Yet another example of using the mixing nozzle is to mix three fluids in a liquid state. In this way, water can be pumped past the guide body 21 through the channel 43 at a corresponding speed. A petroleum-based emulsifier can be fed in through the feed lines 17 and 19 and added to the water in the first turbulence zone or in the recess. An insecticide fed in through the line 15 can then be admixed with the flowing liquid flow after being expelled through the opening 34 in the second turbulence zone.
For a further purpose, the mixing nozzle can be mounted in the supply line to a steam boiler, whereby a number of additives, such as softeners, anti-corrosion agents and agents against the formation of scale, can be added to the feed water and each additive through one or more of the supply lines into the two Turbulence zones can be introduced. The position of the guide body 21 relative to the outlet opening 41 depends to a certain extent on the speed of the flow entering through the exclusion piece 40. When the conditions change, the guide body 21 can also be arranged entirely within the nozzle channel 43, or, on the other hand, the front edge 39 can practically lie in the outlet opening 41.
When atomizing liquids, however, the best results are obtained when the rear edge protrudes from the nozzle channel, because the turbulence at the rear edge is then increased by the surrounding air. The optimal position of the guide body 21 with respect to the outlet opening 41 of the nozzle channel 43 for a specific use can in any case be determined by experiments without difficulty.
It is therefore possible that better results are achieved with one type of use if the guide body is located entirely within the nozzle channel, while for other purposes its setting entirely outside the same or an intermediate position is more favorable; it is therefore advisable that the guide body can be displaced with respect to the nozzle channel.
In certain cases, the nozzle channel can also be omitted. If, for example, substances are to be distributed from an aircraft, the movement of the guide body through the air generates the air flow along the guide body that is required for proper operation.
According to a further application example, one or more guide bodies are mounted on the ends of rotating arms, the rotation of which ensures the required relative movement with respect to the surrounding fluid. Such air bodies, which are mounted on the ends of the rotor blades of a helicopter, can work quite satisfactorily.
An even greater versatility is possible by using the embodiment shown in FIG. 3, whereby up to four different fluids can be added to the longitudinal flow in the triangular recess and two other different fluids from the opening in the rear edge. In view of the fact that the longitudinal flow rapidly passing through the flow guide body generates negative pressure areas both in the recess and at the rear edge, it is not necessary for certain applications to introduce the fluids additionally supplied through the lines 15, 17 and 19 under pressure. Depending on the properties of the substances to be added, the storage containers for these substances can be connected by simple pipes from which the fluid is sucked into the guide body by the negative pressure and enters the longitudinal stream flowing past.
The nozzle according to the invention can also have shapes other than those described, for example. For certain applications, the recess in the guide body can also have a shape other than triangular, and the geometric shape of the second front edge can also be different.