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herfahren zum Trennen von mineralischen Stoffgemischen in: örtlich
ruhenden;. nur in sich bewegten Flüssigkeiten. -Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Trennen von Körpern verschiedener physikalischer Eigenschaften oder Körperformen
und benutzt zu diesem Zweck eine geeignete Flüssigkeit, in welche die Körper gebracht
werden und die dann mit Hilfe äußerer Kräfte so bewegt wird, daß innerhalb der Flüssigkeit
bestimmte Beschleunigungen und Bewegungen auftreten.
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Zu diesem Zweck'wird die Flüssigkeit und das zu trennende Gemisch
in einen geschlossenen Behälter gebracht. Wird dieser Behälter dann langsam auf-
und abwärts bewegt, so bewegt- sich das am Boden abgelagerte Gemisch mit auf und
ab. Steigert man die Geschwindigkeit der Auf- und Abwärtsbewegung, so daß die Abwärtsbeschlcunigung
der Flüssigkeit größer wird als die um die Auftriebsbeschleunigung der leichteren
Teilchen in der Flüssigkeit verminderte Fallbeschleunigung, dann wird sich die an
ihrer Oberfläche unter dem Druck der Atmosphäre stehende Flüssigkeit schneller abwärts
bewegen als die Teilchen des Gemisches, so daß sich diese, relativ gesehen, von
dem Boden des Behälters .abheben und sich erst, wenn die Beschleunigungen wieder
geringer werden und schließlich ihre Richtung umkehren, wieder auf dem Boden ablagern.
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Die Teilchen des Gemisches heben sich vom -Boden verschiedenartig
ab, wenn sie verschiedenartig sind,- weil die auf die Teilchen wirktnden Kräfte-
sich aus der -Fallbeschleunigung, dem Auftrieb und der -Reibung . in der Flüssigkeit
zusammensetzen, Die- Fallbescbleunigung ist für alle Teilchen - gleich, dagegen-
kann der Auftrieb öder die Reibung oder beides zusammen verschieden- sein: - Die
Teilchen haben also, bevor sie sich wieder= ab= lagern, verschiedene Höhenlagen
-g@eg_enüb@er dem Boden erreicht. Sie werden aber im allgemeinen auch nicht die
gleichen Sinkgeschwindigkeiten haben,- die ja auch- wieder von den Eigenschaften-der-verschiedenenTeil=
chen abhängen, so daß sie also aus ,all- diesen. Gründen sich zu verschiedenen -Zeiten
ablagern., wenn die Abwärtsbeschleunigung- der Flüssigkeit wieder kleiner wird oder
ihre-Rich: tung umkehrt. = Man hat- also 'mit. der Ein= -stellung der Abwärtsbeschleunigung
ein Mittel in der Hand, die Teilchen vom -Boden -des. Behälters zu heben und sich
dann wieder zu verschiedenen Zeiten ablagern zu lassen.--- Erteilt man dem Behälter
während des Ablägerns- der Teilchen eine Horizontalbewegung, -so -lagern- sich die
Teilchen, weil zü, verschiedenen Zeiten, auch an verschiedenen -=Orten: ab, und
zwar erfolgt dann die Ablagerung _ an verschiedenen Orten nach -dem Gesichtspunkt
verschiedener Eigenschaften.-. - -- Es sind ähnliche Verfahren zurrt Trennein verschiedener-
Teilchen- eines- Stoffgemisches in -Flüssigkeiten. bekannt; jedoch weisen. sie entweder
nicht die waagerechten Bewegüngs=
komponenten der Flüssigkeiten
auf oder erzeugen sie mit Hilfe einer zusätzlichen seitlichen Strömung, die einen
hohen Waschflüssigkeitsverbrauch bedingt. Die bekannten Förderrüttler wiederum dienen
nur der Beförderung von festen Stoffen in der Luft und bewirken dabei keine Sonderung
der verschiedenartigen Teile, auf die es auch gar nicht ankommt. Bei Waschmaschinen,
bei denen das Waschgefäß mit der Wäsche kombinierten Schwingungen unterworfen wird,
handelt es sich nicht um das Aussondern und Ablagern verschiedener Teilchen an verschiedenen
Stellen, sondern um eine möglichst allseitige Spülung der Wäsche, ohne daß es auf
ein bestimmtes Maß oder Verhältnis der Schwingungskomponenten selbst ankommt.
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Die Erfindung besteht nun darin, der das Stoffgemisch enthaltenden
Flüssigkeit Schwingungen mit waagerechten und senkrechten Bewegungskomponenten mit
so hoher Schwingungszahl zu erteilen, daß die senkrechte Abwärtsbeschleunigungskomponente
der Flüssigkeit größer ist als die um den Auftrieb der leichteren Teilchen in der
Flüssigkeit verminderte Fallbeschleunigung.
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Die Bestwirkung des Verfahrens nach der Erfindung erhält man, wenn
die senkrechte Abwärtsbeschleunigungskomponente gerade so hoch gewählt wird, daß
die schwersten Teilchen sich gerade eben noch nicht vom Boden abheben.
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Je nach der Eigenart der Teilchen kann es auch. zweckmäßig sein, Schaumbildner
für das Verfahren mit heranzuziehen. In diesem Fall wird ein Schaumbildner verwendet
und die Abwärtsbeschleunigungskomponente so - groß gemacht, daß die feinsten Teilchen
durch die Oberfläche der Flüssigkeit hindurchstoßen und dort im Schaum infolge der
Oberflächenspannung zurückbleiben. Es genügt dann, den Schaum abzuschöpfen, -um
die ausgesonderten Teilchen zu gewinnen.
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Mit zunehmender Aussonderung der zu trennenden Teilchen können sich
die Voraussetzungen für die Bestwirkung ändern. Es ist-dann erfindungsgemäß zweckmäßig,
durch Einführung von mechanischen Hilfsmitteln an verschiedenen Stellen des Behälters
verschiedene Beschleunigungen in der Flüssigkeit zu erzeugen. Zu diesem Zweck kann
man erfindungsgemäß mehrere Behälter mit verschieden starren Wänden oder einer Behälter
niit an verschiedenen Stellen verschieden starren Wänden verwenden.
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Erfindungsgemäß kann man auch mechanische Trennmittel in dem Behälter
anordnen, durch die man weitere Sonderungsmöglichkeiten erhält. Auch ist es möglich,
in Verbindung damit eine Schrägstoßkomponente einzuführen. Durch die gleichzeitige
Anwendung verschiedener'' Medien lassen sich erfindungsgemäß weitere Möglichkeiten
zur Sonderung der Gemische erzielen.
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Das neue Verfahren läßt sich erfindungsgemäß durch einen an allen
Seiten und am Boden vollständig geschlossenen Behälter verwirklichen, der so gelagert
ist, daß er Schwingungen mit waagerechten und senkrechten Bewegungskomponenten ausführen
kann. Man kann aber erfindungsgemäß der Flüssigkeit auch in einem ruhenden Behälter
die @erforderlichen Schwingungen erteilen, indem man eine Mulde in dem Hauptbehälter
anordnet und diese Mulde in Schwingungen versetzt. Man kann aber erfindungsgemäß
auch dem Hauptbehälter die Schwingungen erteilen, dann hängt es von der Beschaffenheit
der Muldenwände ab, wie stark die Wirkungen der Schwingungen innerhalb der Mulde
sind. Gibt man der Mulde an verschiedenen Stellen verschiedenartige Wände, sei @es
von verschiedener Stärke, von verschiedenem Stoff, von verschiedener Form, so kann
man innerhalb der Mulde an verschiedenen Stellen verschiedene Beschleunigungen erzielen.
Oberhalb der Mulde kann man geneigte Prallwände anordnen, welche die Teilchen, die
besonders hoch geschleuert werden, seitlich ablenken, bis sie schließlich über den
Rand der Mulde treten und sich am Boden des Hauptbehälters sammeln, während die
schwereren Teile in der Mulde verbleiben. Die Bewegungsablenkung von ausgesonderten
Teilen kann man auch durch unterhöhlte Leisten erzielen. Man hat durch die Erfindung
auch die Möglichkeit, Öffnungen im Behälter durch Ventilkörper von solchen physikalischen
Eigenschaften zu verschließen, daß sie nur bei Überschreitung bestimmter Beschleunigungen
sich von ihrem Sitz abheben und folglich nur entsprechende Teile des Gemisches durchlassen.
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Da die bekannten Schüttelrutschen den gleichen Antrieb haben wie eine
Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung, kann man beides erfindungsgemäß
verbinden und mit ein und demselben Antrieb in Tätigkeit bringen.
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Da durch die heftigen Beschleunigungen innerhalb der Flüssigkeit eine
besonders innige Berührung zwischen dem Körper und dem Medium 'vermittelt wird,
kann man die Erfindung weiterhin zur Herbeiführung oder Begünstigung von Reaktionen
verwenden.
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An Hand der Figuren wird die Erfindung im folgenden näher beschrieben.
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Die Abb.-i zeigt eine für die Erfindung beispielsweise geeignete Bewegung
des Behälters 300.
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Die Abb. 2 bis 6 zeigen die während einer Hinunäherbewegung des Behälters
von beispielsweise
drei verschiedenen Körpern zurückgelegten Wege.
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Die Abb. 7 bis 9 zeigen diese Wege nochmals in Diagrammform.
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Die Abb, i o- his 12 zeigen die Wege; welche die verschiedenen. Körper.
zurücklegen, wenn sie anfangs eine von der Endschichtung verschiedene Höhenschichtung
haben. -Die Abb. 13 zeigt das- Aussehen der Oberfläche bei verhältnismäßig langsamen
Schwingungen der Behälter. .
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- Die Abb. 14 zeigt das Aussehen der Oberfläche bei verhältnismäßig
raschen Schwingungen des Behälters.
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Die Abb. 15 und 16 zeigen die Wirkungen von unterhöhlten Leisten in
dem Behälter. Die Abb. 17 zeigt den vorderen Teil eines Behälters in der Draufsicht,
' -die Abb. 18 einzelne Teile des Behälters in der Seitenansicht im Schnitt.
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- Die Abb.19 zeigt ein Stück des hinteren Teils des Behälters in der
Draufsicht, die Abb. 2o einzelne Teile des Behälters in der Seitenansicht im Schnitt.
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Die Abb. 2 i . zeigt in größerem Maßstabe, in welcher Form ungefähr
eine derartige Anordnung auf die Ablagerung der einzelnen Teilchen zu wirken bestrebt
ist.
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Die Abb.22 zeigt einen vollständigen Behälter schematisch in der Draufsicht,
die Abb. 23 denselben Behälter schematisch im Seitenriß.
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Die Abb.24 zeigt einen anderen Behälter schematisch im Seitenriß.
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Die Abb. 25, zeigt einen Behälter schematisch im Seitenriß, der zur
Aufnahme von beweglichen Siebkörben eingerichtet ist.
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Die Abb. 26 zeigt einen solchen Siebkorb in der Seitenansicht, die
Abb. 27 einen Siebkorb von der Kopfseite, die Abb. 28 einige besondere Teile
an diesem Siebkorb in größerem Maßstabe.
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Die Abb. 29 zeigt einen etwas anderen Siebkorb.
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Die Abb.3o zeigt einen unterteilten Behälter, dessen mittlerer Teil
eine Schüttelrutsche darstellt.
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Die Abb. 31 zeigt den Teil eines ähnlichen unterteilten Behälters,
der geeignet ist, Siebkörbe öder Gefäße aufzunehmen.
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- Die- Abb.32 zeigt die Anordnung eines solchen Siebkorbes in größerem
Maßstabe, die Abh.33 einen Siebkorb von der Seite mit dem Teil des Behälters, in
dem er sich befindet.
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Die Abb.34 (Bl.II) zeigt die Anordnung eines Behälters, auf den auch
eine Schrägstoßkomponente einwirkt, die Abb.35 (B1.II) einzelne Behälter in schematischer
Seitenansicht bei- Anwendung eines Schaumbildners. -Die Abb.36 zeigt die Anordnung
einer Wanne in dem Behälter mit mechanischen Tx ennmitteln.
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Die Abb. 37 . zeigt _ schematisch die Wirkungsjveise bei Wannen von
verschiedenen Wandstärken innerhalb des Behälters.
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-. Die Abb..38 (B1. II) zeigt die gleichzeitige Anwendung verschiedener
Medien im Behälter in der Draufsicht, die Abb.39 einen solchen Behälter im. Seitenriß.
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Die. Abb.40. (B1.II) zeigt, wie sich die Schwingungen in einem Behälter
mit .zwei Medien ungefähr .auswirken. -Die Abb.41 zeigt die Anordnung- eines Ventils
nach der Erfindung, die Abb.42 eine etwas abgeänderte Form des Ablaufes für ein
solches Ventil.
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Die Abb.43 zeigt die Anordnung eines solchen Ventils,- das den Zugang
nach einer Seitenrinne verschließt. ' Die Abb. i bis 12 zeigen die physikalischen
Grundlagen für die Wirkungsweise der Erfindung. Um bei der Erklärung der Erfindung
ein praktisches Beispiel anzuwenden, wird beispielsweise Wasser als Flüssigkeit
angenommen und als Gemisch abgelagerter Sand oder Kieselgeröll, in dem sich die
zu ge= winnenden Edelmetallteile befinden. DLeTeilchen des Gemisches haben besonders
verschiedenartige physikalische Eigentümlichkeiten, wie z. B. verschiedene spez.
Gewichte, verschiedene Formen, verschiedene Größen usw. Die Flüssigkeit mit dem
Gemisch befindet sich in einer Wanne 300 (Abb. i bis 6)-. Die Wanne 30o kann eine
Hinundherhewegung in der Richtung des Pfeiles 325 machen; der Abstand R zwischen
den Endlagen in der obersten und der untersten Stellung sei beispielsweise von,
der Größenordnung von 2 mm. Der Behälter werde z. B. durch einen - elektrischen
Wechselstrom von einer Frequenz von 6o Hertz (Achwingungen/Sel) bewegt: Daraus ergeben
sich bei der Bewegung des Behälters 3oo ans seiner Grundstellung in die Stellung
300-1 und schließlich 300-2 so große Beschleunigungen, daß eine relative Bewegung
der Teilchen gemäß den Abb. 2 bis 6 eintritt. Es ist dabei zu bedenken, daß die
einzelnen Teilchen sich durch die Flüssigkeit frei bewegen, können, während das
Wasser selbst, unter dem Druck der Atmosphäre stehend, gezwungen ist, auch den schnellsten
- Bewegungen des Behälters 3oo nach unten zu folgen. ' Die Abb.2 entspricht der
Lage des Behälters 300 -in seiner obersten Stellung. Die Äbb. 3 entspricht seiner
Lage in der Stellung 300-1 beim Abwärtsgäng, die Abb.4 seiner Lage-in der Stellung3oo-2
beim unteren.-Umkehrpunkt. Die Abb. 5-..entspricht .der .Lage
des
Behälters in der Stellung 3oo-i beim Aufwärtsgang und die Abb.6 der Lage des Behälters
300 in seiner obersten Stellung.
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In. den Abb. 2 bis 6 ist der Boden des Behälters 3oo mit seinem festen
Punkt E immer iri derselben Ebene liegend gezeichnet. Dagegen kommt seine horizontale
Bewegungskomponente dadurch zum Ausdruck, daß ein fester Punkt E angenommen ist,
der anfangs (Abb. 2) mit der senkrechten Bezugslinie X-X zusammenfällt, in der Abb.
3 etwas links von der senkrechten Bezugslinie X-X liegt, in der Abb. ¢ am weitesten
links von der Bezugslinie X-X liegt, in der Abb. 5 sich der Bezugslinie X-X wieder
genähert hat und in der Abb. 6 mit der Bezugslinie X-X wieder zusammenfällt wie
zu Anfang des betrachteten Beispiels.. Die senkrechte Bewegung des Behälters kommt
dadurch zum Ausdruck, daß die `waagerechte Bezugslinie Y-Y in der Abb. 2 mit dem
Boden des Behälters 3oo zusammenfällt, in der Abb. 3 etwas höher liegt, in der Abb.
q. ihre höchste Lage erreicht hat, in der Abb. 5 sich wieder dem Boden des Behälters
nähert und in Abb.6 wieder mit ihm zusammenfällt.
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Während nun beim Abwärtsgehen des Behälters 3oo die Flüssigkeit unter
dem auf ihre Oberfläche wirkenden Druck der Atmosphäre gezwungen ist, dem Behälter
zu folgen, können die einzelnen Teilchen des Gemisches sich durch die . Flüssigkeit
bewegen und folglich hinter der Abwärtsbewegung des Bodens zurückbleiben. In den
Abb.2 bis 6 sind zur Betrachtung drei verschiedene Teilchen des auszusondernden
Gemisches A, B, C von verschiedenen Eigenschaften angenommen. Es ist angenommen,
das Teilchen A sei von solcher Beschaffenheit, daß es bei der Abwärtsbewegung des
Behälters 3oo sich nicht vom Boden abhebt, weil es besonders schwer ist. 'Das TeilchenB
sei etwas leichter gedacht, so daß es sich beim Abwärtsgehen. des Behälters 3oo
etwas vom Boden abheben kann, während schließlich das Teilchen C noch leichter gedacht
ist, so daß es sich mehr abhebt als das Teilchen B. Bei der Bewegung des Behälters
aus der Stellung nach der Abb. 2 his in die Stellung nach Abb. q. wird die Reibungskraft
zwischen den einzelnen Teilchen und dem Behälterboden .erheblich vermindert, so
daß sie nicht mehr ausreichend ist, diese Teilchen an der seitlichen Bewegung des
Behälters mit teilnehmen zu lassen. Folglich werden bei der Bewegung des Behälters
nach Abb. i die Teilchen A, B, C -sich im wesentlichen auf der Bezugslinie
X-X bewegen und in der tiefsten Stellung des -Behälters 3oo (Abb, q.) .die -in dieser
Figur gezeigten Lagen einnehmen. In dieser Stellung befindet sich der---Behälter-,300
am . weitesten. links, .d. h, der angenommene feste Punkt E hat den größten Abstand
von der Bezugslinie X-X erreicht. Von jetzt ab beginnt sich der Behälter wieder
nach rechts und gleichzeitig nach oben zu bewegen. Seine Aufwärtsbewegung bewirkt
zunächst, daß die Reibung des Teilchens A auf dem Boden wieder groß genug wird,
um das Teilchen A mit nach rechts zu nehmen. Das Teilchen B erreicht erst etwas
später wieder den Boden des Behälters 300 (Abb. 5) und nimmt an der Bewegung nach
rechts erst von diesem Augenblick an.teil, während schließlich das Teilchen C erst
zuletzt wieder den Boden des Behälters erreicht und nur noch ein ganz kleines Stück
mitgenommen wird.
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Um die Bewegung- der Teilchen im einzelnen zu veranschaulichen, ist
in der Abb. 7 der Weg dargestellt, -den das TeilchenA zurücklegt, in der Abb.8 der
Weg des Teilchens B und in der Abb. 9 der Weg des TEilchens C. Man erkennt an diesen
Abbildungen, daß für die Zurücklegung einer bestimmten Strecke für das Teilchen
A elf Arbeitsspiele, für das Teilchen B vier Arbeitsspiele und für das Teilchen
C drei Arbeitsspiele benötigt werden, so daß also die Vorwärtsbewegung der Teilchen
je Arbeitsspiel verschieden groß ist. Daraus folgt also, daß nach einer genügenden
Anzahl von Arbeitsspielen die verschiedenen Teilchen A, B, C sich nach der
Reihenfolge der Abb.6 am Boden ablagern.
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Nun werden in der Wirklichkeit die Teilchen A, B und C nicht
nur in der Ebene untereinander wahllos zusammenliegen, sondern auch in ihrer Höhenschichtung,
so daß zu Anfang eines Arbeitsspieles die Lage der Teilchen A- i, B- i, C-i et%va
der Abb. io entsprechen wird. In einem solchen Fall wird die Sonderung dieser Teilchen
nicht von Anfang an so ideal verlaufen, wie an Hand der Abb. 2 bis 6 dargestellt,
sondern es wird sich zunächst im Verlauf einer Reihe von Arbeitsspielen eine Verlagerung
der Teilchen nach den Abb. i o; ii und 12 ergeben. Beim Abwärtsgang des Behälters
300 werden die leichteren Teilchen B-i, C-i .-nicht so- rasch folgen wollen
wie das schwerere T:eilchenA-i. Das schwerere Teilchen A-i versucht also, die leichteren
Teilchen B-i, C-i herabzudrücken, wobei schließlich. ein seitliches Ausweichen der
leichteren Teilchen B- i, C- i das schwerere Teilchen A-i nicht mehr daran hindert,
die tiefste Lage einzunehmen, so daß schließlich im gleichzeitigen Wirken der Kräfte
auf die Teilchen nach den Abb. 2 bis 6 und nach den Abb. i o bis 12 das Endergebnis
der gewünschten Sonderung sich einstellen wird. _ In den Abb. 13 und i q.
ist schaubildlich. ein. Behälter i99 mit geschlossenem. Boden und
geschlossenen
Seitenwänden gezeigt, der in der Richtung des Doppelpfeiles 2o2 hin und her bewegt
wird. Sind die Schwingungen klein, so wird die Oberfläche der Flüssigkeit ungefähr
wie bei Zoo in Abb.13 aussehen, jedoch wird am Rande, wie bei toi dargestellt, ein
leichtes Aufspritzen stattfinden, was auf die horizontalen Beschleunigungen zurückzuführen
ist, denen die Flüssigkeit an dieser Stelle der starren Seitenwand nicht ausweichen
kann.
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'Bei genügend hohen Schwingungszahlen wird dagegen, wie in Abb. 14
bei 203 dargestellt, die gesamte Oberfläche Spritzer zeigen, weil die. Oberflächenspannung
nicht mehr ausreicht, die Bildung von Spritzern zu verhindern.
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Inder Abb. 15 ist die Wirkung von unterhöhlten Leisten 2 i 3 am Boden
2 i o des Behälters dargestellt. Derartige unterhöhlte Leisten hindern die gleichmäßige
Druckverteilung in der . Flüssigkeit bei den hohen Schwingungszahlen des Behälters
und bewirken so eine besondere Wirkung, wie sie in Abb. 15 und 16 beispielsweise
dargestellt ist.
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In der Abb. 16 ist die unterhöhlte Leiste 216 mit einer geraden Begrenzung
2 i 7 versehen, so daß hiefdurch sich größere Spritzer durch die Oberfläche hindurch
ergeben als bei der nach einer Kurve 214 unterhöhlten. Leiste 2 13 der Abb.
15. - In der Abb. 15 ist im rechten Teil noch eine Kugel 245 dargestellt,
die bei der Bewegung des Behälters umläuft und so bei der Scheidung der Stoffe,
wie Ton oder ähnlichem, mithilft.
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Die in den Abb. 15 . und 16 dargestellten Anordnungen haben
die gleiche Wirkung wie besondere Rühr-, Misch- oder Waschvorrichtungen an b.estiminten
Stellen der Flüssigkeit. Derartige mechanische Hilfsmittel stellen also eine äußerst
einfache Lösung dar, an bestimmten Stellen etwa erforderliche zusätzliche Entmischungsvorgänge
herbeizuführen.
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Da die Flüssigkeit selbst im wesentlichen _flüssigkeit ruht, wird
benötigt, außerordentlich was besonders wenig beim Wasch- Goldwaschen in solchen
Gegenden von großem Vorteil ist, in denen Wassermangel herrscht. Ein weiterer Vorteil
der Erfindung ist die Einfachheit der Bedienung einer einmal für einen bestimmten
Zweckeingerichteten Vorrichtung, mit der selbst ungelernte Arbeitskräfte ohne weiteres
umgehen können. Ein weiterer Vorteil ist in den geringen Abmessungen der Vorrichtung
zu sehen, die deswegen, weil die Flüssigkeit im wesentlichen -ruht, viel kleiner
sein kann und praktisch gar keine Nebengeräte erfordert, verglichen mit den Maschinen,
bei denen die Waschflüssigkeit zu einem Spülvorgang gebraucht wird.. Auch. der Energiebedarf
bei dem Verfahren nach der Erfindung ist erheblich geringer als bei den gebräuchlichen
Vorrichtungen, bei denen Wasser, Sand und Kies zu solchen Höhen emporgeschafft werden
müssen; daß das Wasser durch die Vorrichtung über eine genügend lange Strecke fließen
kann, um die Sonderung der wertvollen Jeilchen von der Gangmasse zu bewirken.
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In den Abb. 17 bis 43 sind verschiedene Vorrichtungen und Einzelteile
-davon zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt. In den Abb.17
bis 23 ist ein Behälter 59 dargestellt, der auf schwingungsfähigen Füßen
53 (Abb. 23) aufgestellt ist und durch Elektromagnete 5 i in der Richtung des Doppelpfeiles
54 in Schwingungen versetzt werden kann. Die Größe der Schwingungen ist für das
menschliche Auge praktisch nicht wahrnehmbar, jedoch ist infolge- der hohen Schwingungszahl
der Antrieb ausreichend, um die in den Abb. i bis 12 beschriebenen Wirkungen zu
erzielen. Die beispielsweise dargestellte Vorrichtung dient dem Auswaschen von Edelmetallen,
Edelsteinen, Mineralen u. dgl. aus den Gangmassen. Der Behälter 5o ist über die
Träger 52 mit den Elektromagneten verbunden. Die Achsen - der Elektromagnete können
in einer senkrechten Ebene parallel 'zur Mittelebene des Behälters 5o liegen, doch
kann es auch wünschenswert sein, ein oder mehrere Schrägstoßkomponenten in den Behälter
einzuführen. In solchen Fällen können die Achsen eines oder mehrerer Antriebsmittel
in einem geeigneten Winkel zur Mittelebene des Behälters angebracht werden, wie.
z. B. bei 5-z-i (Abb.22) -dargestellt. ist. Dadurch ist es möglich, in die Bewegung
des Behälters solche Beschleunigungen einzuführen, daß die durch das Medium beförderten
festen Teilchen verschiedene spirälenförmige oder andere unregelmäßige Wege. zurückzulegen.
-Dadurch werden bestimmte Teilchengezwungen, längere Zeit in Schwebe innerhalb der
Waschflüssigkeit gehalten zu werden, was besonders dort von Wert ist, wo die Amalgamation
oder die Auflösung von gewissen- festen .Teilchen von der Zeit abhängt.
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I4i seinem Innern kann der Behälter .5o mit -metallauffangenden .Vorrichtungen
von verschiedener Art versehen werden. Derartige Auffängvorrichtun##en können in
Gruppen 56 (Abb. 22) angeordnet sein. Die Auffangvorrichtungen. können Riffelpfannen
73. enthalten, wie sie in Abb. 18 aus dem Seitenriß deutlich zu erkennen sind, der
den strichpunktierten Teil der, .Abb. 23 in vergrößertem Maßstabe darstellt. Die
einzelnen Riffeln.85 . dieser Pfannen können die Form von unterhöhlten Leisten 2i3.
(Abb. 15) oder 216 (Abb.. i 6) oder von anderer'. geeigneter -Form haben. .
Die
Vorrichtung wird bis zu der Höhenlinie 57 (Abt. a3) mit der Waschflüssigkeit gefüllt.
Das zu trennende Gemisch wird in einer Trichterkiste 58 zugeführt und fällt auf
eine Scheibe 59, die bei 59-i (Abt. 17) mit Löchern versehen sein kann. Von
diese Scheibe wird das Gemisch über ein Gittersieb 6o (Abt. 22) geleitet. Dieses
Gittersieb 6o ist in Abb.22 nur teilweise dargestellt, um die darunterliegenden
Teile erkennen zu lassen. Der Antrieb .der Vorrichtung bewirkt innerhalb der Flüssigkeit
nicht nur reine Sonderung des Gemisches, sondern auch eine Fortbewegung desselben.
Außerhalb der Waschflüssigkeit kann die Sonderung nicht stattfinden, dagegen bleibt
die fortschaffende Wirkung erhalten, indem die Vorrichtung wie eine Schüttelrutsche
wirkt. Dieser Wirkung ist im allgemeinen auch die Beförderung des Genfisches zuzuschreiben.
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Unter den .Gittersieben (Abt. 2z) ist eine Platte 83 (Abt. 19)
angeordnet, die stufenförmig angebracht ist, wie bei 64, 65 und 67 dargestellt ist.
Dadurch kann das erste Viertel des Gemisches in den Raum 64 fallen,, in. :dem. die
erste Riffelpfanne angeordnet ist. )Das zweite Viertel des Gemisches fällt auf dir,
zweite Gruppe, das :dritte Viertel auf die dritte Gruppe und .der Rest auf die vierte
Gruppe. Das über diese vier Gruppen von Riffelpfannen abgelagerte Gemisch trifft
schließlich wieder zusammen und geht unter einer fünften Gruppe von Riffelpfannen
durch. und in den Raum 69. Das über die Riffelpfannen 56 gegangene Gemisch ist so
klein, wie es die Stäbe des Gittersiebes 6o durchgelassen haben. Der gröbere Teil
dies Gemisches, der über die höheren Teile des Gittersiebes hinwegrutscht und durch
die Bewegung der Waschflüssigkeit gleichzeitig tücht'g ausgewaschen wird, wird schließlich
über den Rand 62 abgeführt und über die letzte Gruppe von Riffelpfannen hinwegbewegt,
so daß es sich schließlich im Raum 69 wieder mit dem feineren Teil des Gemisches,
das in der Zwischenzeit über die anderen. Riffelpfannen gegangen. und von ihnen.
ausgewaschen, worden ist, vermengt. Aus dem Raum 69 tvird das .ausgewaschene, wieder
vereinigte Gemisch durch das Teilstück 70 des Behälters befördert, bis es
schließlich an der Oberfläche 57 der Waschflüssigkeit heraustritt, um darauf bei
dem Mund 71 am äußersten Ende des Behälters entfernt zu werden. Das Ende
dies Behälters 5o kann auch als Entwässerungsrauen bezeichnet werden. Um die Entwässerung
zu unterstützen, können besondere Riffeln ,55 vorgesehen sein.
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Die schwersten Teile des durch den Spitzkasteneingeführten Gemisches
werden durch die . verschiedenen Riffelpfannen aufgefangen und zurückbehalten, während
im wesentlichen nur die leichteren Teile des Aufgabegutes, das auf dem Wege über
die Riffelpfannen abgeschieden worden ist, beim Munde 7 i als Abfall entfernt werden.
Irgendwelche wertvollen Teile, die so fein sein ,mögen, daß sie auf der Oberfläche
des Waschflüssigkeit schwimmen, wie z. B. schwimmendes Gold, können endlich durch
eine Vorrichtung, wie z. B. eine schwimmende Amalgamplatte 72, aufgefangen oder
später aus der Waschflüssigkeit, welche ja erhalten bleibt, gewonnen werden.
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Besondere Einzelheiten der Vorrichtung sind in den Abb.
17 bis 2i. dargestellt und zum Teil auch schon beschrieben worden. In diesen
Abbildungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Die einzelnen in der
Abb. 18 dargestellten Riffelpfannen 73, 84 und 85 sind jedoch von verschiedener
Art für verschiedene besondere Zwecke. Die Riffeln selbst können nach der bei 74
dargestellten Weise vorzugsweise unterhöhlt sein. Aus der Abb. 18 ist am besten
zu erkennen, wie die einzelnen Riffelpfannen zueinander angeordnet sind. Abb. 21
zeigt ebenfalls Riffelpfannen, unterhalb deren jedoch noch eine Ablenkungsplatte
76 angeordnet ist. --
In den Abb. r5 und r6 ist gezeigt, in. welcher Weise
ungefähr die Platten und unterhöhlten Leisten wirken. 'Durch die seitliche Ablenkung
der Flüssigkeitselemente längs der Kanten der unterhöhlten Leisten werden fast alle
Teilchen so lange in der Schwebe gehalten,, bis die- schweren Teilchen ihren Weg
abwärts durch die Masse gebahnt haben und sich von den leichteren Teilchen klar
absondern. Besondere Ablenkungsplatten. sind bei 75 und 77 dargestellt, und bei
78, 79,. 80 und 9 1 ist gezeigt, in welcher Weise ungefähr die angeordneten
Platten wirken.
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Bei. der beschriebenen Vorrichtung wird der größte Teil der wertvollen
Stoffe in den Riffelpfannenaufgefangenund zurückgehalten;. Kleinere Mengen können
unbemerkt diesen Pfannen entrinnen, deshalb ist es zweckmäßig, noch eine Abfallsammelpfanne
an einem. Punkte nahe dem Ende des Behälters anzubringen, wie dies bei 82 in den
Abb. i9 und 2o angedeutet ist. Diese Abfallsammelpfanne kann Riffeln 83. besitzen
und ist etwa an..der von der strichpunktierten Linie 36 gekennzeichneten Stelle
des Behälters 5o in Abb. 22 anZeordnet.
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Auf dem Gebiet von Goldbaggermaschinen werden gewöhnlich mehrere Vorrichtungen
vereinigt, mit denen das Baggerungs- und Gewinnungsverfahren gleichzeitig betrieben
werden können. Solche Baggermaschinen besitzen gewöhnlich Baggerleitern mit Schürfeime'i-n,
die :das gegrabene Gemisch ungefähr i o bis i 5 ;n hoch heben müssen, von wo aus
es
in eine Reihe von: Schwerkraftschleusen oder goldauffangenden Tischen geschüttet
wird; aus @ denen der wertlose Abfall in einen Abfallsammler- geliefert wird..
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Mit Hilfe der Erfindung kann eine solche Vorrichtung derart vereinfacht
werden und der Oberbau so verkleinert werden, daß sich -daraus eine große Ersparnis
an Kosten ergibt. Im Betrieb. einer solchen Baggermaschine werden die Kosten für
die Pumparbeit durch die vorliegende Erfindung stark verringert, und wegen der Verhütung
der Ansammlung schwarzen Sandes in den Riffeln wird eine wirksamere Goldgewinnung
erreicht.
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In Abb. 24 ist.ein Behälter von etwas anderer Bauart dargestellt,
und zwar dient ein solcher Behälter besonders der Behandlung von edelstein- oder
zinnhaltigem Gemisch. Dier Rohstoff wird m einen Spitzkasten g r geschüttet rund
fällt geradeswegs in das Medium 92. Die Schwingungen verursachen die Vorwärtsbewegung
des Gemisches durch die Flüssigkeit, und während dieser Vorwärtsbewegung fallen
die Edelsteine oder das Zinn in verschiedene Taschen-93, 94 und 95, wobei die ausgesonderten
Teilchen oder die Abfälle am
Boden 96 entlang geführt werden, bis sie schließlich
bei der Öffnung 97 ausgeschieden werden.
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Durch die Erfindung können auch mehrere verschiedene Verfahfen vereinigt
werden. So ist es z. B. möglich, eine fortlaufende Reihe verschiedener Verfahren
nacheinander anzuwenden. Alle diese Verfahren können selbsttätig und ohne Berührung
der Gegenstände durch Hände durchgeführt werden.
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Beispielsweise ist in @Abb. 25 ein ,Behälter 11o dargestellt, in dem
verschiedene Verfahren betrieben werden können. Dieser Behälter ist durch eine Zwischenplatte
lob in zwei Abteilungen loh und 107 getrennt. Das zu reinigende Gemisch ist in Siebkörben
1i3 oder ähnlichen geeigneten Behältern eingebracht, die mit :ihren Aufhängern 11.4
längs eines Gleises 112 gleiten können. Die Siebkörbe können durchlöcherte Seitenwände
116, Stirnwände 117 und auch in vielen Fällen einen gelochten Boden r r8 - und einen.
gelochten Deckel besitzen (Abb.26 und 27). Man kann auch einen Korb log _(Abb. 2g)
verwenden, der durch eine schwere Platte r 19 zugedeckt ist. In der Abb; 28 sind
PralIplatten roo -an den Seiten des Siebkorbes dargestellt, um die Wirkungen der
Beschleunigungskräfte verstärkt in das Innere des Siebbehälters weiterzuleiten:
Da die dem Behälter rio verteilten Beschleunigongen nicht nur- .die Wirkung haben,
der Flüssigkeit die für die Erfindung wichtigen Beschletuiigungen und Bewegungen
zu erteilen,_ sondern auf jeden Fäll auch eine fortschaffende Wirkung haben, wird
du-rch den exfindungsgemäßen Antrieb .des Behälters i ro nicht nur das in den Siebkörben
untergebrachte Gemisch - gesondert, z. B. größere Teile, die irrt Sieb- zurückbleiben,
von kleineren Teilen gereinigt, sondern auch die einzelnen Siebkörbe Schrittchen
für Sclirittchen. in der Bewegungsrichtung weiterbefördert, so daß .diese Siebbehälter,
so wie es in der Abb. z5 angedeutet ist, das zu trennende Gemisch nach einem :ersten
Reinigungsvorgang in -dem Teil 107 des Behälters, iro in. den zweiten Teil
roh des Behälters r,io hinüberbringen: Man kann in den verschiedenen Teilen des
Behälters iro verschiedene Waschflüssigkeiten benutzen oder im ersten Teil das Gemisch
sondern und im zweiten Teil noch> mals abspülen u. dgI: m.
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In den Abb. 38 und 39 ist ein Beispiel für die Anwendung zweier Medien
dargestellt. Der Behälter r 2a ist mit einer unelastischen Flüssigkeit i 2 r gefüllt,
auf der eine elastische Flüssigkeit 124 von geringerem spez. Gewicht als die Flüssigkeit
121 schwimmt.
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In den Abb. 3 4 und 35 ist ein Behälter 125 dargestellt, mit
dessen Hilfe ein Schwimmverfahren durchgeführt werden. kann. Zu diesem Zweck enthält
der Behälter i25 eineTrübe 126, der, den Schwingungen gemäß der Erfindung ausgesetzt,
einen reichlichen Schaum in der Zone 127 erzeugen kann.- Bei dieser Vorrichtung
ist der Antrieb des Behälters 125 schräg angeordnet, wie bei 131, 132 und 133 zu
erkennen ist, so daß außer der Bewegung in der Längsrichtung des Behälters auch
eine quer laufende Bewegungsrichtung entsteht. Dadurch kann eine ganz besondere
Art der Trennung zwischen den verschiedenen Stoffteilchen herbeigeführt werden.
Die Berge,, die im Grunde des Behälters bleiben, bewegen sich im wesentlichen in
der Richtung des. Pfeiles 134, während. der sprudelnde Schaum, der die wertvollen
Stoffteilchen enthält, zusätzlich eine Bewegung in der Richtung des Pfeiles r35-ausführt.
Man kann diese Bewegungsrichtung dazu benutzen, , den Schaum beispielsweise durch
eine Öffnung 145 in eine Seitenrinne r28 austreten zu lassen. In den Behälter
125 kann eine Vorrichtung bei r46. angeordnet sein, die den Schaum zurückhält
und verhindert, daß er mit den' Abfällen fortgeschafft wird. r29 bezeichnet ein
Rohrstück, durch das das zu trennende Gemisch, in die Waschflüssigkeit eingeleitet
wird. Durch den Zulauf i3o- kann von Zeit zu Zeit Flüssigkeit zugeführt werden.
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In Abb. 3 r ist der Teil eines Behälters dargestellt; dessen Boden
in der Mitte als Doppelrampe 138 errichtet ist. Diese Rampe unterteilt den
Behälter 136 in zwei verschiedene Teile, in denen verschiedene WaschfLüssigkeiten
angewendet werden. können. - An. der
Innenseite der Wände des Behälters
136 erstreckt sich :ein Paar Schienen tq.o am Boden entlang (Abb.32). Ein Korb aus
Drahtnetz oder in Zylinder 141 kann auf diesen Schienen sich vorwärts bewegen. Die
Bewegung kommt erfindungsgemäß durch den gleichen Antrieb zustande, den der Behälter
erhält, um das Trennungsverfahren nach der Erfindung auszuüben. Die Wände des Zylinders
'1q.1 können aus Gitternetzwerk bestehen und mit Bandreifen 142 versehen sein, die
sich also infolge der dem Behälter mitgeteilten Schwingungen den Schienen entlang
bewegen können. Die in der Waschflüssigkeit 137 hervorgerufenen Schwingungen können
durch die Gittermaschen in.das Innere des Zylinders. tq.i durchdringen und eine
tüchtige Spülung von jeglichem Gemisch und ;allen Gegenständen, die sich im Zylinder
befinden mögen, bewirken, wobei der Zylinder selbstverständlich eine Tür oder eine
Vorrichtung aufweist, durch die man das Innere des Zylinders erreichen kann.
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In Abb. 40 ist ein Behälter i 6a gezeigt, der in seinem unteren Teil
eine Waschflüssigkeit 161 enthält, auf der eine andere Flüssigkeit 162 schwimmt.
Das kann man dadurch erreichen, daß man Flüssigkeiten von verschiedenem spez. Gewicht,
aber von relativ unelastischer Beschaffenheit in demselben Behälter zusammenbringt.
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In Abb. 3 0 ist ein Behälter 15o dargestellt, der durch Rampen
in eine Anzahl verschiedener Teile eingeteilt werden kann. In der Abbildung sind
es zwei Teile, die eine Waschflüssigkeit 151 und 152 enthalten. Die beiden Teile
des Behälters sind durch die Rampe 153, 153-1 und 153-2 voneinander getrennt. Die
Gegenstände 15¢, 155 und 156 sind an verschiedenen Stellen des Behälters dargZ-stellt,
so daß man erkennen kann, wie sie nacheinander durch die der Flüssigkeit erteilten
Schwingungen sich durch den Behälter bewegen und nacheinander verschiedenen Waschflüssigkeiten
ausgesetzt werden.
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In der Abb. 36 ist ein Behälter 22o im Querschnitt gezeigt, in' dem
sich ,eine der Länge nach hinziehende Rinne 226 mit Rändern 221 befindet, über deren
Ränder sich zwei schräg gestellte Leitflächen 224 befinden. Die Wände der Rinne
226 können ebenso wie die der Leitflächen 22¢ sich der Länge nach von einem zum
anderen Ende verjüngen, so daß das eine dick, das andere aber ganz dünn ist. Auf
diese Weise kann, wie im folgenden an Hand der Abb.-37 erläutert wird, die Wirkung
der der Flüssigkeit erteilten Beschleunigungen über die Länge der Schleuse hin von
nahezu Null bis auf irgendeinen gewünschten Höchstr ert gebracht werden. So würde
beispielsweise die Höchstwirkung der Beschleunigung an. 'den dünnen Enden und die
geringste Wirkung an den dicken Enden erzielt werden.
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Das Zustandekommen dieser Erscheinung läßt sich an Hand der Abb.37
erklären. In einem - Hauptbehälter 31 o mit einer Flüssigkeit 315 schwimmen zwei
kleinere Behälter 3r.7 und 32o. In diesen kleineren Behältern sind die Flüssigkeiten
319 und 322 enthalten. Der Behälter 317 besitzt verhältnismäßig dünne Wände und
Boden 318 aus elastischem oder biegsamem Stoff, wie Gummi oder Blech, Der
Behälter 32o bat einen verhältnismäßig dicken Boden 321 aus unelastischem oder unbiegsamem
Werkstoff, vorzugsweise aus Glas o. dgl. Werden auf den Behälter 31o gemäß flem
Verfahren nach der Erfindung Beschleunigungen ausgeübt, so werden sich im allgemeinen
die Beschleunigungen in der ganzen Flüssigkeit einstellen, wie bei 315 gezeigt.
In dem Behälter 317 werden die Be-:' schleunigungen von geringerer Stärke sein als
bei 31q., da der biegsame Boden 318 die Stärke der Beschleunigungskräfte, die im
Behälter 31o auftreten, abschwächen. Die Abschwächung der Beschleunigungskräfte
wird größer, wenn die Dicke oder die Gestalt des Bodens 318 verändert werden. Bei
dem Behälter 32o schließlich wird die Unelastizität des Bodens 321 die Wirkung der
Beschleunigungen in der Flüssigkeit 322 nahezu aufheben. Dabei wirkt der starre
Boden 321 für die Flüssigkeit 315 entsprechend ablenkend, wie bei 316 gezeigt. Bei
den Vorrichtungen nach Abb. 36 und- 37 kann der Hauptbehälter angetrieben werden.
Man kann aber auch die Mulde oder die Einzelbehälter oder schließlich auch die Ablenkungsplatten
selbst einzeln gleichmäßig oder auch verschieden antreiben.
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Um im Falle von metallhaltigem Sand und Kies nach Erreichung eines
bestimmten Reinigungsgrades die wertvollen Stoffe aus dem Behälter sofort und so
schnell wie möglich zu entfernen, ist _ die in der Abb. 4.t dargestellte Vorrichtung
gut geeignet, und zwar weil. sie durch ihre Einfachheit, Zuverlässigkeit und eigenartige
Anpassungsfähigkeit unter dem Einfluß derselben Kräfte steht, die für die Ausübung,
$es Verfahrens benutzt werden.. In der Abb. 41" ist bei 228 der Boden eines Bahälters
mit einer kleinen Öffnung 229 dargestellt. Diese Öffnung ist mittels eines Schlauchnippels
230 mit einem biegsamen Schlauch 231 verbunden, der über einen zweiten Schlauchnippel
232 mit einem geeigneten Behälter 233 verbunden ist. Die Öffnung i29 ist
gewöhnlich mittels einer Kugel 234 verschlossen; die ein Ventil bildet und die wegen
ihres Massewertes durch den Schwingungsantrieb gegen eine Leiste 235 angedrückt
wird. Der Massewert der Kugel und
der Schwingungsantrieb drängen
gleichzeitig die Kugel gegen die abgewandte Seite 236 der Schleuse. Die Arbeitsweise
dieses Ventils ist weiter unten erläutert.
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Die in der Abb.42 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von,
der in Abb.41 dargestellten nur dadurch, daß der bewegliche Schlauch 237 in einen
Behälter 238 leitet, der beispielsweise mit Quecksilber 239 gefüllt ist.
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In der. Abb.43 ist eine einfachere Vorrichtung dargestellt, bei der
eine Kugel 243 die Öffnung 240 eines mit einer Flüssigkeit 244 gefüllten Behälters
241 gegen :eine seitliche Rinne 242 verschließt. Diese Ventile können durch denselben
Schwingungsantrieb betätigt werden. Dieser erfolgt dadurch, daß man einerseits den
Massewert der Ventilkörper größer macht als den der Stoffteilchen, die als Gangmasse
oder Ganggestein aus der Schleuse entfernt werden müssen, andererseits aber ihn
kleiner macht als .den Massewert der Teilchen, die durch die Öffnung 229 in Abb.
41 oder die Öffnung 240 in Abb. 43 entfernt werden müssen. Beispielsweise wird bei
Anwendung des Verfahrens auf Seifen und Kieselarten, wo gewöhnlich Teilchen reinen
Goldes die gesuchten Wertstücke sind, der Massewert der Ventilkörper kleiner gemacht
als derjenige der Goldteilchen, so daß die Goldteilchen die Tendenz zeigen, abwärts
am Ventilkörper vorbeizurutschen, sich zwischen dem Ventilkörper und seinem Lager
hindurchzudrücken und durch die Öffnung unter dem Ventilkörper in den zum Auffangen
ider Goldteilchen bestimmten Behälter zu fallen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß
ein derartiges Ventil ganz selbsttätig wirkt. Der gewünschte auszusondernde, kostbare
Stoff strebt,danach, sich rund um den Ventilkörper herumzuordnen. Dadurch hebt,
sich- dieser schließlich und erlaubt dem wertvollen Stoff, durch die Öffnung auszutreten,
bevor eine schätzbare . Menge des wertlosen Sandes und Kieses von geringerer Masse
Wert die Gelegenheit hat, die Austrittsöffnung zu erreichen.
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Für die verschiedenen Beispiele war ,als Antrieb ein Wechselstrom
von 6o Hertz angenommen, worden. Selbstverständlich kann man auch größere Beschleunigungen
anwenden. Man kann auch anderen als elektrischen Antrieb wählen.
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Die durch das Verfahren nach der Erfindung in der Flüssigkeit angewendeten
Beschleunigungen häb@n auch zur Folge, daß die Flüssigkeit gasförmige fremde Körper
an denn Stoffteilchen beseitigt. '