BRPI0701834B1 - FUEL LEVEL BUOY FOR FUEL MONITORING - Google Patents
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bóia de nível composta para monitoramento de combustível. a presente invenção refere-se a um sistema de bóia composta, a baixo custo, que monitora o nível de combustível e informa o volume real do mesmo onde se compensa as oscilações e o desnível do líquido devido ao movimento do veículo. é importante observar que tal sistema compensa tanto o desnível longitudinal, quanto as oscilações transversais do combustível, movimentos estes gerados por subidas, descidas, arrancadas, freadas e transposições de obstáculos com irregularidades no solo. a invenção aqui descrita tem diferencial e vantagens sobre os modelos existentes, pois no estado da técnica não se encontra nenhum similar até o momento. este invento vem trazer para o mercado de tanques de combustível de veículos uma concepção diferente dos modelos em operação com novas características e vantagens competitivas, sobretudo para veículos populares.composite level float for fuel monitoring. The present invention relates to a low cost composite float system which monitors the fuel level and informs the actual fuel volume where the oscillations and the liquid difference due to vehicle movement is compensated. It is important to note that such a system compensates for both the longitudinal unevenness and the transverse oscillations of the fuel, movements generated by rising, falling, pulling, braking and crossing over uneven ground obstacles. The invention described herein has advantages and advantages over existing models, as no prior art is found so far. This invention brings to the vehicle fuel tank market a different design from operating models with new features and competitive advantages, especially for popular vehicles.
Description
“BÓIA DE NÍVEL COMPOSTA PARA MONITORAMENTO DE COMBUSTÍVEL” /“COMPOUND LEVEL BUOY FOR FUEL MONITORING” /
A presente invenção refere-se a um sistema de bóia composta, a baixo custo, que monitora o nível de combustível e informa o volume real do mesmo onde se compensa as oscilações e o desnível do líquido devido ao movimento do veículo, É importante observar que tal sistema compensa tanto o desnível longitudinal, quanto as oscilações transversais do combustível, movimentos estes gerados por subidas, descidas, arrancadas, freadas e transposições deThe present invention refers to a low cost composite float system that monitors the fuel level and informs the actual volume of the fuel where the oscillations and liquid level due to the movement of the vehicle are compensated. It is important to note that such a system compensates for both the longitudinal unevenness and the transverse oscillations of the fuel, movements generated by ascents, descents, pulls, brakes and transpositions of
obstáculos com irregularidades no solo.obstacles with irregularities in the ground.
A título de exemplo e fundamentação foram encontrados documentos com o estado geral da técnica que após análise comparativa concluiu-se que os mesmos não são impeditivos para o presente privilegio pretendido. Os documentos são: Pl 9807571-3, Pl 0102555-4, FR 2596150, DE 4227893, USAs an example and justification, documents were found with the general state of the art that, after comparative analysis, concluded that they are not impediments to the present privilege intended. The documents are: Pl 9807571-3, Pl 0102555-4, FR 2596150, DE 4227893, US
6164325, Pl 8402775, Pl 0202435-7 e Pl 8504883.6164325, Pl 8402775, Pl 0202435-7 and Pl 8504883.
Desde os primórdios da invenção do automóvel, surgiu a necessidade de acompanhamento do nível de combustível. Usada para este fim, a bóia de nível clássica é composta basicamente, conforme indica a Figura 1, por um elemento de flutuação (1), uma haste de sustentação (2), que funciona como inversora e redutora de percurso e por fim um cursor (3) que, ao deslizar por 20 sobre um reostato (4), altera sua resistência ôhmica. Estando todo este sistema devidamente calibrado é possível fazer uma tomada do nível de combustível. A informação colhida por tal bóia é transmitida para um mostrador, na maioria das vezes de leitura analógica, que permite, através do deslocamento de um ponteiro, ler o nível deste combustível. Este ponteiro se desloca por sobre um 25 quadrante fracionado, partindo de uma faixa inicial à esquerda, representando uma reserva de combustível, normalmente de 8 litros, e seguindo em 14,1/2, % e 4/4, que seria o tanque plenamente cheio.Since the beginning of the invention of the automobile, there has been a need to monitor the fuel level. Used for this purpose, the classic level buoy is basically composed, as shown in Figure 1, by a flotation element (1), a support rod (2), which functions as an inverter and reducing the path and finally a cursor (3) which, when sliding for 20 on a rheostat (4), changes its ohmic resistance. With this system properly calibrated, it is possible to take a fuel level check. The information collected by such a buoy is transmitted to a display, most of the time in analog reading, which allows, through the displacement of a pointer, to read the level of this fuel. This pointer moves over a fractional quadrant, starting from an initial strip on the left, representing a fuel reserve, normally 8 liters, and following in 1 4, 1 /2,% and 4/4, which would be the tank fully filled.
Porém o sistema de bóia única apresenta falhas como: escala de leitura de pouca resolução, tomada de nível correta somente com o veiculo estando 30 parado e devidamente nivelado. Tais falhas sempre foram reveladas. Mas, com a crescente alta do preço do petróleo, devido principalmente à criação daHowever, the single float system has flaws such as: low resolution reading scale, correct level taking only when the vehicle is stopped and properly leveled. Such flaws have always been revealed. But, with the rising price of oil, mainly due to the creation of the
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OPEP (Organização dos Países Exportadores de Petróleo), a partir do inicio da década de 1970. não poucos carros têm rodado com o combustível entre pouco acima de reserva até abaixo de meio tanque, o que tem exigido uma leitura mais precisa e constante do nível de combustível. Outro fator que tem 5 exigido sistemas de leitura mais precisos são os Off Roads, esporte praticado em pistas irregulares, o que dificulta o monitoramento de combustível.OPEC (Organization of Petroleum Exporting Countries), from the beginning of the 1970s. Not a few cars have been running on fuel between just above reserve to below half a tank, which has required a more accurate and constant reading of the level of fuel. Another factor that has demanded more accurate reading systems is the Off Roads, a sport practiced on irregular tracks, which makes fuel monitoring difficult.
O sistema de bóia composta oferece uma forma de preencher o déficit do sistema tradicional a baixo custo.The composite float system offers a way to fill the deficit of the traditional system at low cost.
No último semestre de 2005 foi lançado mundialmente o modelo caminhonete passeio/utilitário Discovery III da Land Rover. Entre várias inovações, tal veículo apresenta um sistema de monitoramento de nível de combustível através de dois sensores dispostos longitudinalmente, em relação ao veículo, no tanque de combustível. Estes sensores enviam as informações colhidas a um computador de bordo, que as processa digitalmente, informando o volume de combustível, compensando as oscilações e o desnível do líquido devido ao movimento do veículo.In the last half of 2005 the Land Rover Discovery III van / utility van model was launched worldwide. Among several innovations, this vehicle features a fuel level monitoring system through two sensors arranged longitudinally, in relation to the vehicle, in the fuel tank. These sensors send the collected information to an on-board computer, which processes it digitally, informing the fuel volume, compensating for oscillations and the liquid level due to the movement of the vehicle.
É importante observar que tal sistema compensa apenas o desnível longitudinal do combustível, movimento este gerado por subidas e descidas, arrancadas e freadas do veículo. As oscilações transversais não sãoIt is important to note that such a system compensates only for the longitudinal difference in fuel, a movement generated by uphill and downhill, pulled and braked vehicles. Transverse oscillations are not
compensadas. Outro fator importante é a complexidade do sistema, com conseqüente alto custo. A versão mais simples do referido veículo teve seu valor cotado para maio de 2006 em R$ 196.000,00, a manutenção do sistema de monitoramento de combustível, que se faz somente com a substituição do tanque, estimada, para o mesmo período, em cerca de R$ 5.000,00. Desta forma, o sistema está totalmente descartado para uso em carros populares.compensated. Another important factor is the complexity of the system, with a consequent high cost. The simplest version of that vehicle had its value quoted for May 2006 at R $ 196,000.00, the maintenance of the fuel monitoring system, which is done only with the replacement of the tank, estimated, for the same period, at about of R $ 5,000.00. In this way, the system is totally discarded for use in popular cars.
Na Figura 2 tem-se em (5), com os dois sensores parcialmente imersos, o tanque de combustível, em (6) o computador de bordo, em (7) o painel frontal do veículo e em (8) detalhe do display de combustível.In Figure 2 there is (5), with the two sensors partially immersed, the fuel tank, in (6) the on-board computer, in (7) the vehicle's front panel and in (8) detail of the fuel.
Na Figura 3 tem-se em (9), (10) e (11) em vista longitudinal, em relação ao veículo, três momentos de oscilação do combustível no tanque, com conseqüente correção pelo sistema de sensores. No mesmo esquema,In Figure 3 there are (9), (10) and (11) in longitudinal view, in relation to the vehicle, three moments of oscillation of the fuel in the tank, with consequent correction by the sensor system. In the same scheme,
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momentos (12), (13) e (14) oscilações do combustível, em vista transversal, sem a correção devida nela ausência de sensores transversais.moments (12), (13) and (14) oscillations of the fuel, in cross-sectional view, without correction due to the absence of cross-sectional sensors.
Ao analisarmos o comportamento do combustível no tanque do veiculo em movimento, vamos observar as seguintes situações: desnivelamentos e oscilações paralelos ao eixo longitudinal do veículo estando este em aclives ou declives, e em arrancadas e freadas; em curvas, oscilações transversais para a direita ou para a esquerda.When analyzing the behavior of the fuel in the vehicle's tank in motion, we will observe the following situations: unevenness and oscillations parallel to the longitudinal axis of the vehicle being on slopes or slopes, and on starts and brakes; in curves, transverse oscillations to the right or to the left.
No sistema de monitoramento de nível de combustível tradicional deIn the traditional fuel level monitoring system of
bóia única existe um mecanismo de retardo de deslocamento no conjunto do mostrador para evitar que o ponteiro, deste, oscile em função do agito do combustível no tanque do veiculo. Fazendo, desta forma, com que haja uma pequena demora de acomodação do ponteiro ao se ligar o veiculo, o que deve também ser considerado como uma leve falha funcional.single float there is a displacement delay mechanism in the dial assembly to prevent the pointer from oscillating due to the movement of the fuel in the vehicle tank. In this way, there is a small delay in accommodating the pointer when starting the vehicle, which should also be considered as a slight functional failure.
A proposta da invenção, como anteriormente foi citado, é oferecer um 15 meio de obter uma leitura constante da quantidade de combustível com maior precisão, maior resolução de escala no mostrador, reduzindo ou mesmo eliminando as falhas já mencionadas, e a baixo custo.The proposal of the invention, as previously mentioned, is to offer a means of obtaining a constant reading of the amount of fuel with greater precision, greater scale resolution on the display, reducing or even eliminating the flaws already mentioned, and at low cost.
O sistema proposto é formado basicamente por quatro elementos de flutuação, disposto em forma de cruz, e estando todos no mesmo plano, 20 conforme Figura 4 elemento (15). Cada elemento é seguido por uma haste de sustentação que transmite ao componente central toda e qualquer perturbação do combustível. No interior do corpo central do sistema, há um pequeno dispositivo hidráulico (16), que combina o movimento dos elementos flutuação. Este movimento resultante, de acordo com a Figura 5, aciona um precursor 25 (17), que vai deslizar por sobre um reostato (18), alterando, desta forma, a resistência ôhmica deste. A variação da resistência de máxima a mínima permite uma leitura final do volume do combustível a todo instante. Desta forma, o sistema mostra somente a variação da massa liquida no tanque, compensando as oscilações e os desnivelamentos da mesma.The proposed system is basically formed by four flotation elements, arranged in the form of a cross, and all being on the same plane, 20 as shown in Figure 4 element (15). Each element is followed by a support rod that transmits any fuel disturbance to the central component. Inside the central body of the system, there is a small hydraulic device (16), which combines the movement of the floating elements. This resulting movement, according to Figure 5, triggers a precursor 25 (17), which will slide over a rheostat (18), thus changing its ohmic resistance. The variation in resistance from maximum to minimum allows a final reading of the fuel volume at all times. In this way, the system shows only the variation of the liquid mass in the tank, compensating for its oscillations and unevenness.
O princípio de Pascal define que um líquido em repouso ou equilíbrio, as variações de pressão transmitem-se igualmente e sem perdas para todos os ♦Pascal's principle defines that a liquid at rest or equilibrium, pressure variations are transmitted equally and without losses to all ♦
4/6 • ♦ · · · · 9 » 9 «9 • · · · ♦· ♦ · · · · ·· • · · · · · «« pontos da massa líquida. É o princípio de funcionamento do macaco hidráulico e a unidade de medida de tensãn mncAnica (ou pressão) é Pascal (1Pa - 1 N/m2). Baseado nesse principio temos a idéia elementar de funcionamento da invenção apresentada, ou seja: combinação proporcional de vários movimentos 5 em um único movimento.4/6 • ♦ · · · · 9 »9« 9 • · · · ♦ · ♦ · · · · ·· • · · · · · «« points of the net mass. It is the working principle of the hydraulic jack and the unit of measure of the mechanical stress (or pressure) is Pascal (1Pa - 1 N / m 2 ). Based on this principle, we have the elementary idea of the functioning of the presented invention, that is: proportional combination of several movements 5 in a single movement.
Cada conjunto formado por elemento de flutuação e haste de percurso e sustentação aciona, de maneira independente dos demais, um dos foles do dispositivo hidráulico. São quatro conjuntos de flutuação, quatro foles de acionamento e um quinto fole disposto em um plano perpendicular aos quatro 10 primeiros (16). O volume interno deste quinto fole é igual à soma do volume dos quatro primeiros. Projetado dessa forma, o dispositivo hidráulico permite que o movimento de cada elemento de flutuação acione de maneira axial forma um subconjunto de compensação que corrige o desnivelamento e as oscilações que ocorrem no sentido longitudinal deste par de bóias em 15 referência, conforme indica o elemento (19).Each set formed by a float element and travel and support rod activates, independently of the others, one of the bellows of the hydraulic device. There are four sets of flotation, four actuating bellows and a fifth bellows arranged in a plane perpendicular to the first four 10 (16). The internal volume of this fifth bellows is equal to the sum of the volume of the first four. Designed in this way, the hydraulic device allows the movement of each float element to act axially, forming a compensation subset that corrects the unevenness and oscillations that occur in the longitudinal direction of this pair of buoys in reference, as indicated by the element ( 19).
A superfície livre de um líquido em equilíbrio deve ser perpendicular à direção da gravidade. Conclui-se então, que, a soma algébrica dos picos e dos vales das oscilações é sempre igual a zero, para que a afirmação acima seja verdadeira. Entendemos também que ao inclinar um recipiente contendo um 9 20 determinado líquido este ficará sempre perpendicular ao eixo de gravidade, porém, inclinando em relação ao recipiente. Se considerarmos como sendo positiva a parte mais elevada do líquido em relação ao recipiente, e negativa a parte mais baixa, teremos novamente que a soma algébrica destes valores também será sempre igual a zero, pois estes valores serão sempre 25 inversamente proporcionais.The free surface of a balanced liquid must be perpendicular to the direction of gravity. It is concluded, then, that the algebraic sum of the peaks and valleys of the oscillations is always equal to zero, so that the above statement is true. We also understand that when tilting a container containing a certain liquid, it will always remain perpendicular to the axis of gravity, however, tilting in relation to the container. If we consider the highest part of the liquid to be positive in relation to the container, and negative the lowest part, we will have again that the algebraic sum of these values will also always be zero, since these values will always be inversely proportional.
A invenção aqui apresentada pode ser, ainda, aperfeiçoada das seguintes formas: aumentando, sempre em números pares, os elementos de flutuação, teremos um sistema de respostas cada vez mais preciso. O conjunto acima exposto foi apresentado com quatro elementos de flutuação, o que já pó 30 faz muito sensível às oscilações e aos desníveis do combustível. Porém, umThe invention presented here can also be perfected in the following ways: increasing, even in even numbers, the fluctuation elements, we will have an increasingly accurate response system. The above set was presented with four flotation elements, which already makes it very sensitive to fuel fluctuations and unevenness. However, one
5/6 • * · ♦ ♦ · · * · · » · · · « · · « 4 · · • ♦ · · ·«·«· · · • · · ··»«·· · · · • · · · ·· ♦ · ♦ · · · · · · · • · · · · · ♦ * ♦ · · ·· · · sistema de seis elementos de flutuação terá um terço de sensibilidade a mais, e um de oito elementos apresentará o dobro da sensibilidade do primeiro.5/6 • * ♦ ♦ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・. ··· ♦ · ♦ · · · · · · · · · · · · ♦ * ♦ · · ·· · · system of six float elements will have an additional third of sensitivity, and one of eight elements will present twice as much of the sensitivity of the first.
A leitura do monitoramento do combustível pode ser influência, também, pelo aquecimento do fio resistivo no reostato, devido à corrente elétrica que por 5 ele passa. Uma forma de solucionar esse problema é reduzir a intensidade da corrente, através de um circuito transistorizado simples. Uma corrente de baixa intensidade passaria diretamente pelo reostato, o que não permitiría o aquecimento do fio de resistência. Consequente a isso não havería alteração na resistência ôhmica deste fio. Essa corrente de baixa intensidade excitaria a 10 base de um transistor. Tendo esse baixo sinal sido amplificado, seria direcionado ao elemento de leitura (mostrador), no painel do veículo. Com essa informação precisa vinda do tanque de combustível, o mostrador poderia fazer uma leitura digital, e ao invés de apresentar uma escala com frações da altura do tanque de combustível, apresentaria a medida do combustível em litros.The reading of the fuel monitoring can also be influenced by the heating of the resistive wire in the rheostat, due to the electric current that it passes through. One way to solve this problem is to reduce the current intensity, through a simple transistorized circuit. A low intensity current would pass directly through the rheostat, which would not allow the resistance wire to heat up. Consequently, there would be no change in the ohmic resistance of this wire. This low intensity current would excite the base of a transistor. Having this low signal amplified, it would be directed to the reading element (display) on the vehicle's dashboard. With this accurate information coming from the fuel tank, the display could take a digital reading, and instead of showing a scale with fractions of the height of the fuel tank, it would show the fuel measurement in liters.
Material sugerido, sem limitar, para a confecção do conjunto de monitoramento de combustível, que seria: nylon (poliamida) para o corpo do conjunto, e polipropileno ou polietileno de alta densidade para os elementos de flutuação; latão e ferro galvanizado para as hastes e demais partes metálicas, como pino e parafusos. Neoprene ou viton (tetrafluorelastòmero) para o 20 dispositivo hidráulico, sendo este preenchido com etileno glicol (fluído de freio).Material suggested, without limitation, for the preparation of the fuel monitoring set, which would be: nylon (polyamide) for the body of the set, and high density polypropylene or polyethylene for the flotation elements; brass and galvanized iron for the rods and other metallic parts, such as pin and screws. Neoprene or viton (tetrafluoroelastomer) for the hydraulic device, which is filled with ethylene glycol (brake fluid).
A invenção aqui apresentada é melhor compreendida através da seguinte descrição detalhada, em consonância com as figuras em anexo, onde:The invention presented here is better understood through the following detailed description, in line with the attached figures, where:
Figura 1 composta por elemento de flutuação (1), haste com representação reduzida do elemento de flutuação (2), cursor (3) e reostato (4).Figure 1 composed of the flotation element (1), rod with reduced representation of the flotation element (2), cursor (3) and rheostat (4).
Figura 2 composta por tanque de combustível seccionado com sensores dispostos no sentido longitudinal ao veículo (5), computador de bordo (6), painel frontal do veículo (7) e detalhe do display (8).Figure 2 composed of a sectioned fuel tank with sensors arranged longitudinally to the vehicle (5), on-board computer (6), vehicle's front panel (7) and detail of the display (8).
Figura 3 composta por três momentos de oscilações do combustível no tanque em vista longitudinal em relação ao veículo (9), (10) e (11). Oscilações 30 do combustível, em vista transversal, sem a correção devida pela ausência de sensores neste sentido (12), (13) e (14).Figure 3 composed of three moments of fuel oscillations in the tank in longitudinal view in relation to the vehicle (9), (10) and (11). Oscillations 30 of the fuel, in transversal view, without the correction due to the absence of sensors in this direction (12), (13) and (14).
• ♦ »1-. · ♦ «·«· · ♦ ♦ *·«*«» • · ♦ * ·«»·*» » · • · · ·*··♦< * t · ♦ » · · · · · · ♦ · « · r · · «• ♦ »1-. · ♦ «· · · ♦ ♦ * ·« * «» • · ♦ * · «» · * »» · · · · * ·· ♦ <* t · ♦ »· · · · · · ♦ ·« · R · · «
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Figura 4 composta por elementos de flutuação com suas respectivas hastes de sustentação (15) e dispositivo hidráulico (16).Figure 4 composed of flotation elements with their respective support rods (15) and hydraulic device (16).
Figura 5 composta por conjunto do cursor (17), reostato (18) e representação em vista lateral seccionada e hastes de sustentação reduzidas 5 do conjunto de bóia de nível composta (19).Figure 5 composed of the cursor assembly (17), rheostat (18) and sectioned side view and reduced support rods 5 of the composite level buoy assembly (19).
Figura 6 composta por disposição dos elementos de flutuação e hastes de sustentação dos mesmos (20), (21), (22) e (23). Disposição do dispositivo hidráulico (24) e espaços ocupados pelo conjunto do cursor e reostato respectivamente (25) e (26).Figure 6 composed by the arrangement of the flotation elements and their support rods (20), (21), (22) and (23). Arrangement of the hydraulic device (24) and spaces occupied by the cursor and rheostat assembly respectively (25) and (26).
Claims (2)
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Family Applications (1)
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Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 09/07/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. (CO) 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 09/07/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |
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| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] |
Free format text: ADDITIONAL INVENTOR'S CERTIFICATE: |
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| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: ADDITIONAL INVENTOR'S CERTIFICATE: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 09/07/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. (CO) 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 09/07/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |
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| B21F | Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time |
Free format text: ADDITIONAL INVENTOR'S CERTIFICATE: REFERENTE A 15A ANUIDADE. |
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| B24J | Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12) |
Free format text: ADDITIONAL INVENTOR'S CERTIFICATE: EM VIRTUDE DA EXTINCAO PUBLICADA NA RPI 2719 DE 14-02-2023 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDA A EXTINCAO DO CERTIFICADO DE ADICAO, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013. |
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| B24E | Patent annual fee: resolution cancelled |
Free format text: ADDITIONAL INVENTOR'S CERTIFICATE: ANULADA A PUBLICACAO CODIGO 24.10 NA RPI NO 2734 DE 30/05/2023 POR TER SIDO INDEVIDA, UMA VEZ QUE O RECOLHIMENTO DA 15A ANUIDADE FOI EFETUADO EM 20/04/2021, ATRAVES DA GRU 29409161933783396. |
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| B21H | Decision of lapse of a patent or of a certificate of addition of invention cancelled [chapter 21.8 patent gazette] |
Free format text: ADDITIONAL INVENTOR'S CERTIFICATE: ANULADA A PUBLICACAO CODIGO 21.6 NA RPI NO 2719 DE 14/02/2023 POR TER SIDO INDEVIDA. |