CN1777504B - 用于为吹塑成型机中的减压阀设置旁路的控制器及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于使供给机头液压定位阀(30)的压力减少的减压阀(34),以及一种用于为吹塑成型机内的减压阀设置旁路的控制器。减压阀和电动控制器用于调整压力缸(40)的压力,其中所述压力缸能够控制吹塑成型机内机头的销和模具组件的位置。除周期中“型坯成型”的间隔外,本发明在所有的时间间隔中一直减少压力。本发明还涉及一种用于调节压力缸的压力,并为吹塑成型机内的减压阀设置旁路的方法,其中所述压力缸能够控制吹塑成型机内机头和模具组件的位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于吹塑成型机的减压阀和控制器及其方法。特别是,本发明涉及一种能够将提供给机头的液压定位阀的压力减小的减压阀、用于为吹塑成形机中的减压阀设置旁路的控制器,以及调节压力缸压力的方法,其中所述压力缸可控制吹塑成型机内机头的销(head tooling pin)和模具组件的位置。
背景技术
通常可用作机头的心轴销(mandrel pin)和模具装置被应用在挤压吹塑成型处理中以形成所谓“型坯”的熔融塑料管。将型坯从挤压机头中挤压到中空的、其形状与所需产品相同的模子中。一旦型坯被收集到模子里,心轴销和模具就会关闭,以防止多余的塑料从挤压机头中流出。随后将空气注入到所收集的型坯中,使型坯形成中空模子的形状。在足够的冷却时间后,将模子打开,取出成型的塑性件。
模具的内径和心轴销的外径决定了由吹塑成型机生产的型坯需要的尺寸和形状。调整心轴销与模具之间的模口间隙的开口或间隙,能够改变完成部分的壁厚。液压缸连接到心轴销或模具设备上,并且可用来调节心轴销和模具之间的模口间隙。这种控制此运动的液压缸通常被称为程序控制液压缸(programming cylinder)。
在挤压型坯的过程中,程序控制液压缸必须有足够的作用力来精确地调整心轴销和模具之间的模口间隙的开口。根据选定的机器控制器和需要生产的部件,在型坯成型过程中可对模口间隙的开口调节100次以上。为了向心轴销和模具提供靠着型坯流动的快速而精确的移动,程序控制液压缸通常需要提供至少2000psi的液压。
利用吹塑成型机可生产不同尺寸和形状的产品,这些产品经常需要使用不同的销和模具设备。一种机器的“设置技师”必须为每个新的销和模具设备手动校准心轴销和模具之间的模口间隙的开口。通过调节程序控制液压缸的位置可电动地执行校准。如果没有仔细执行调节,心轴销和模具就有可能彼此接触在一起。如果心轴销和模具之间产生接触,加在程序控制液压缸上的较高的液压会损害心轴销、模具以及/或者其他挤压机头部件。
目前业界缺乏一种精确且安全的设备和方法来防止心轴销和模具设备之间的意外接触及损坏,其中上述问题是由对吹塑成型机内程序控制液压缸的位置的不精确校准造成的。
发明内容
本发明提供了一用于为吹塑成型机内的减压阀设置旁路的控制器,其包括:一程序控制压力缸,所述程序控制压力缸通过液压操作并且可调节销对模具的相对位置;所述减压阀,该减压阀控制所述液压;一与所述减压阀相连的电路,该电路调节由程序控制压力缸施加的压力缸的压力,以控制所述销对模具的相对位置,除吹塑成型周期的型坯成型间隔外,所述压力缸的压力在所有时间间隔里都是减少的;一挤压机头的液压定位阀,所述挤压机头的液压定位阀由用户编制的、编入微处理器的定位步骤所控制;所述挤压机头的液压定位阀响应于来自所述微处理器的预定义好的一系列事件,并且可升高或降低程序控制压力缸以调节经过所述销和模具组件的塑料流;当储料器的头部打开并允许塑料材料从所述储料器头部挤出时,成型和/或清除命令变为高;以及同时所述微处理器发送一系列预设事件到所述挤压机头的定位阀。
本发明涉及一种用于使供给机头液压定位阀的压力减少的减压阀,以及一种用于为吹塑成型机内的减压阀设置旁路的控制器。减压阀和电动控制器用于调整压力缸的压力,其中所述压力缸能够控制吹塑成型机内机头的销和模具组件的位置。除周期中“型坯成型”的间隔外,本发明在所有的时间间隔中都减少压力。
本发明还涉及一种用于调节压力缸的压力,并为吹塑成型机内的减压阀设置旁路的方法,其中所述压力缸能够控制吹塑成型机内挤压机头的销和模具组件的位置。所述用于调节可控制吹塑成型机内挤压机头和模具组件位置的压力缸的压力、并为吹塑成型机内的减压阀设置旁路的方法包括下列步骤。挤压塑性树脂并将熔融树脂供应到储料器的头部组件。随后将预定数量的塑性树脂积聚到材料存储区域。通过销和模具组件注入熔融树脂,以在模子中例如在两个中空的半模之间形成型坯。随后在形成型坯的过程中使供给程序控制压力缸的压力较高,同时在其他所有时间内,减少供给程序控制压力缸的压力。
附图说明
图1示出了一吹塑成型机内心轴销和模具设备之间的模口间隙的开口。
图2示出了一吹塑成型机内储料器头部。
图3示出了一吹塑成型机的液压回路,按照本发明,在吹塑成型机内,它具有一引导压力流经过挤压机头的液压定位阀及减压阀的控制器。
图4示出了本发明中电控制器的逻辑回路。
具体实施方式
本发明涉及一种吹塑成型机内用于使供给挤压机头液压定位阀的压力减少的减压阀,以及一种为减压阀设置旁路的控制器。减压阀和电控制器用于调整压力缸的压力,其中所述压力缸能够控制吹塑成型机内挤压机头的销和模具组件的位置。本发明被设计成使得除周期中“型坯成型”的间隔外,在所有的时间间隔中都减少压力。本发明极大地降低了因为操作者误差、机械电子故障、或者液压部件失效导致的心轴销和模具不恰当的定位而引起机器头部件损坏的机会。
本发明提供了一种吹塑成型机内用于使供给挤压机头液压定位阀的压力减少的减压阀,一种为减压阀设置旁路的控制器,以及一种调节压力缸的压力的方法,其中所述压力缸能够控制吹塑成型机内挤压机头的销和模具组件的位置。除来自挤压机头的实际塑料流形成型坯的过程之外,本发明在其他时间降低了程序控制压力缸的压力。因此,如果心轴销和模具没有进行适当的调整而发生意外接触时,由于程序控制压力缸压力的减少,本发明将防止出现这种损坏的可能性。
本发明还涉及一种调节压力缸压力及为吹塑成型机内的减压阀设置旁路的方法,其中所述压力缸能够控制吹塑成型机内挤压机头的销和模具组件的位置。
利用吹塑成型机可生产多种产品,例如奶瓶、垃圾筒、汽车座椅的靠背以及55加仑的桶。在吹塑成型过程中,将塑料颗粒加入到吹塑成型机的挤压机中,在高温高压下使用挤压机料筒的螺杆进行处理。挤压机熔化塑性树脂并将其送到储料器的头部。
吹塑成型机的机头部件可包括各种不同的设备。通常机头部件包括销和模具组件、材料存储区域、注射柱塞、芯管、程度伸杆、推出式压力缸、程序控制液压阀和程序控制液压缸。
将塑性树脂颗粒注入到吹塑成型机的挤压机内,由挤压机内机筒中的螺杆进行处理。挤压机熔化塑料颗粒并将熔融的塑料传送到机器的储料器的头部。所述熔融的塑料积聚在储料器头部的材料存储区域。只要将储料器充满到合适的水平,熔融的塑料通过销和模具组件从储料器的头部中喷射而出。所述销和模具组件可以控制型坯的壁厚。
中空的模子连接在储料器的头部下面。型坯被保持在模子中足够时间从而可以固化。只要型坯冷却,就可打开模子,将型坯从模子中取出。通常,可通过储料器的头部向多个模子注料。
吹塑成型机内挤压机头的销和模具组件包括心轴销和模具。在型坯成型过程中,通过型坯和模具组件推出型坯使其穿过模口间隙的开口。模具的内径和销的外径决定了型坯管形成的形状和尺寸。通过程序控制液压缸使模具和销相对于彼此上下移动来调节模口间隙的开口。型坯管的厚度取决于塑性树脂的压力和温度、塑性树脂的成分以及销和模具的相对位置。频繁地重新校准销和模具设备所需要的成本非常昂贵,并且会导致损坏,因维修而停工,以及生产的损失。
从储料器的头部注射塑性树脂的时刻到型坯被封闭在中空模子中的时段,会形成吹塑成型过程中的型坯成型间隔。型坯在高温下成型,在模子中固化,然后将其从模子中取出,然后进行修整。最终型坯所需要的特征能够决定注射时间周期和销与模具之间的间距。
减压阀和电子控制回路包括多个部件。通常,这些部件包括挤压机头的液压定位阀、减压导向元件、减压元件、导阀控制(pilot-operated)的逻辑元件、程序控制液压缸回路以及压力计端口。挤压机头的液压定位阀由用户编制的、编入微处理器的定位步骤所控制。减压阀导向元件能够使减压阀不工作,只允许全部压力通过减压阀的减压元件或“减压阀减压元件”。除型坯成型间隔外,减压阀减压元件能够降低或减少供给所有时间中挤压机头的液压定位阀的压力。导阀控制的逻辑元件响应于液压回路传来的信号,并且允许将油用在液压回路中。程序控制液压缸的回路通过升高或降低销和模具设备组件来改变吹塑成型机内模口间隙的开口。设置压力计端口用以在吹塑成型过程中测量机械部件的压力。
减压阀导向元件是能够对减压回路激励的电子控制阀。在处于下述两种条件之一时,减压阀导向元件可以工作。吹塑成型过程中的型坯成型间隔阶段,当对减压阀导向元件激励时可产生第一种条件,并且其可以为减压阀减压元件设置旁路。在型坯成型间隔期间,当减压阀导向元件未被激励时产生第二种条件。然后减压阀导向元件允许全部压力流过挤压机头的液压定位阀,流到程序控制液压缸回路上,从而使所要得到的型坯能够适当的成型。挤压机头的液压定位阀能够控制程序控制液压缸,其中所述液压缸与销和模具设备组件相连,并且能够改变吹塑成型机的模口间隙的开口。
挤压机头的液压定位阀响应于微处理器预定义好的一系列事件,并且可升高或降低程序控制液压缸以调节经过销和模具组件的塑料流。导阀控制的逻辑元件响应于从与导阀控制逻辑元件连通的液压回路的另一部分来的信号,该信号表示液压油可用于程序控制液压缸。导阀控制逻辑元件的目的是使程序控制液压缸不能移动,直到吹塑成型机达到合适的工作热量为止。
调节压力缸压力并为吹塑成型机的减压阀设置旁路的方法包括以下步骤,其中所述压力缸能够控制吹塑成型机内挤压机头的销和模具组件的位置。挤压塑性树脂并将熔融的树脂供应到储料器的头部组件中。随后将预定数量的塑性树脂存储到材料存储区域。通过销和模具组件注入熔融树脂,在模子中,例如可在两个中空的半模间形成型坯。随后在形成型坯的步骤中允许供给程序控制液压缸的压力较高,同时在其他时间使供应到程序控制液压缸的压力减小。
在需要的型坯形成的时间间隔内,使供给程序控制液压缸的压力较高的步骤包括下述步骤:通过使用电子控制回路以电学方式为减压阀设置旁路,以便将压力直接传给挤压机头的液压定位阀。电子控制回路包括能够为减压阀减压元件设置旁路的减压阀导向元件。
在所有其他时间内使供给程序控制液压缸压力减少的步骤包括:通过利用电子控制回路引导供给挤压机头液压定位阀的压力,从而使该压力首先通过减压阀减压元件来引导。电子控制回路包括一减压阀导向元件。
图1示出了吹塑成型机内心轴销和模具设备组件之间的模口间隙的开口。模具6的内径6a和心轴销4的外径4a决定了吹塑成型机将要生产的型坯的所需形状和尺寸。调节心轴销4和模具6之间的模口间隙开口或空隙2可以改变最终部件的壁厚。一液压缸(未示出)与心轴销4或模具6组件相连,通常用于调节心轴销4和模具6之间的模口间隙开口2。控制销和模口间隙的装置可以是液压缸。液压缸可控制心轴销4相对于模具6的运动,通常被称为“程序控制液压缸”。
在型坯P的挤压过程中,程序控制液压缸必须有足够的力来精确调节心轴销4和模具6的模口间隙开口2。在型坯P的成型过程中,模口间隙2可被调节100次以上。模口间隙开口的调节量取决于这样一些因素,如选用的机械控制器,所需要生产的部件的尺寸和形状等。程序控制液压缸通常需要至少2000psi的液压,以靠着型坯P的流动向心轴销和模具6提供快速而精确的移动。
当型坯管P从模口间隙的开口2中推出时,中空的半模1封闭,且收集型坯管P。然后将空气吹入到中空的半模中,型坯P被抵靠在中空半模1的壁上推动。一旦型坯P充分冷却和硬化后,将中空半模1打开,从模子中取出型坯P。随后修整多余的型坯P以形成最终的产品。
使用这样的吹塑成型机可生产多种不同尺寸和形状的产品,这些产品通常需要使用多种不同的销和模具设备组件。一种机器的设置技师必须为每个新的销和模具设备组件手动校准心轴销4和模具6之间的模口间隙的开口2。通过调节程序控制液压缸的位置可电动地执行模口间隙开口2的校准。如果没有仔细执行调整,心轴销4和模具6就有可能彼此接触在一起。如果心轴销4和模具6之间产生接触,在程序控制液压缸上的较高的液压会损害心轴销4、模具6以及/或者其他挤压机头的部件。
本发明涉及一种用于使供给挤压机头液压定位阀的压力减少的减压阀,以及一种用于为吹塑成型机内的减压阀设置旁路的控制器。减压阀和电动控制器用于调整压力缸的压力,其中所述压力缸能够控制吹塑成型机内挤压机头的销和模具组件的位置。在本发明的优选实施例中,除周期中“型坯成型”的间隔外,在其他所有的时间间隔中一直减少压力。该实施例极大的降低了因为操作者误差、机械电子故障、或者液压部件失效导致的心轴销4和模具6不恰当的定位而引起机器机头部件损坏的机会。
图2示出了吹塑成型机内储料器的头部。一挤压机(未示出)将塑性树脂颗粒熔化并且将塑性树脂传送或供应到吹塑成型机的储料器头部100中。塑性树脂聚积在位于模具6的顶部和喷射柱塞12底部之间的储料器头部100的芯管10周围。在塑性树脂的型坯(塑料管)形成过程中,一推出式压力缸20伸长并使推出板18向下运动。程序控制液压缸22通过程度伸杆14与心轴销4相连。根据需要,通过使用心轴销4和模具6将型坯从储料器头部100的模口间隙的开口2中被推出。
将型坯的中空管推进到中空的半模(未示出)中。随后将空气注入型坯中。型坯被靠在模壁上推动以产生中空部件。根据挤压机头类型的情况下,通过升高或降低心轴销4或模具6来控制塑料的厚度,以改变心轴销4和模具6之间的模口间隙开口2的环形开口(annularopening)。
按照本发明的实施方案,程序控制液压缸22能够使心轴销4和模具6产生振动或简单的上下运动。或者,当液态塑料被从模口间隙的开口2中推到中空模子中时,程序控制液压缸22可执行控制运动。这些控制运动能够根据塑料的条件和所需的模制物体的要求,来增加和减少所需型坯的厚度。程序控制液压阀(未示出)控制着程序控制液压缸,并且能够令心轴销4和模具6进行相对移动以改变模口间隙开口2的宽度。模口间隙开口2的宽度变化能够改变塑性型坯在其排出时的厚度。
在吹塑成型过程中的一个困难是要克服塑料抵抗心轴销4和模具6的作用力的影响。如果型坯被快速挤出,型坯就会较厚并且会对正在移动的机械部件产生明显的作用力。因此,需要足够量的液压力来克服将型坯推动穿过模口间隙开口2的压力。一旦型坯成型挤压周期完成,就必须将心轴销4和模具6设备组件关闭,以防止型坯的多余部分从储料器的头部100排出,同时令储料器的头部100充满塑料以用于下一个周期。根据机器的类型,机器操作员的选择以及所使用的塑料类型,心轴销4和模具6设备组件通常以每英寸千分之七至千分之十之间的间隔被密封。借助于这种紧密的间隙,校准的错误很容易靠在模具6上拉动心轴销4,或者靠在心轴销4上拉动模具6。这种情况会给吹塑成型机带来明显的损坏。这样的损坏包括模具的扩大,螺栓的破裂,或者是挤压机头顶部的破裂。这些损坏进一步导致产品的消耗。
本发明意识到只有在型坯从储料器机头100中被挤出来的时间间隔中,程序控制液压缸22才需要较高的操作压力。型坯成型挤压周期的持续时间会随着所模制的产品而变化。通常对每个型坯成型挤压周期来说,可以在大约6秒钟内挤出15磅的塑料。本发明通过使用图3所示的液压回路,从而在所有剩余的时间间隔中减少了由程序控制液压缸22供给的压力,其中所述液压回路能够控制心轴销4和模具6的运动。
图3示出了在按照本发明优选实施方案的吹塑成型机内带有控制器的吹塑成型机液压回路,其中所述控制器引导压力流通过挤压机头的液压定位阀和减压阀。所述吹塑成型机的液压回路包括多个部件。这些部件包括挤压机头的液压定位阀30,减压阀导向元件32,减压阀减压元件34,至少一个导阀控制的逻辑元件36,多个压力计端口38,以及一个程序控制液压缸回路40。
图3所示机器液压回路的挤压机头的液压定位阀30控制着程序控制液压缸,其中所述液压缸与心轴销和模具设备组件相连,并且能够改变吹塑成型储料器头部的模口间隙开口。挤压机头的定位阀30响应于微处理器的一系列预定事件,并且能够使程序控制液压缸上升或者降低,以通过销和模具设备组件来调节塑料流。
减压阀导向元件32是一能够对减压回路激励的电子控制阀。在型坯成型挤压周期中,减压阀导向元件32允许全部压力流过挤压机头的液压定位阀,流到程序控制液压缸回路40上,从而使所需要的型坯能够适当的成型。在型坯成型挤出周期中,减压阀导向元件32为减压阀减压元件34设置旁路。在其他所有时间里,减压阀导向元件32引导压力流通过减压阀减压元件34,从而当程序控制液压缸不需要形成型坯时,供应给挤压机头液压定位阀30的压力会减小。
本发明的一实施方案包括一个与减压阀分离的电控回路。本发明的另一实施方案包括一个与压力减小减压元件相结合的减压导向元件结合体。这种结合体可由商业上得到的部件装配而成。该优选实施方案可使用“Sun Pilot Operated Pressure Reducing/Relieving Valve withExternal Drain”。这种装置在商业上可用作Sun模型的PVDA-LAN或者PVFA-LAN。
减压阀减压元件34可减少供应给挤压机头的液压定位阀30的压力量。除了型坯成型挤出间隔之外,在所有其他时间里减压阀减压元件被激励,从而当储料器的头部等待被注入塑性型坯时,供应给程序控制液压缸的压力是较低的。较低的压力可防止由于储料器头部的错误校准或错误对准而导致可能发生的销和模具组件的损坏。这种可能的损坏例如是模具的扩大、螺栓的破裂、或者是挤压机头顶部的破裂。
导阀控制的逻辑元件36响应于从与导阀控制逻辑元件36连通的液压回路的另一部分来的信号,该信号表示液压油可用于程序控制液压缸。导阀控制逻辑元件36的目的是使程序控制液压缸不能移动,直到吹塑成型机达到合适的工作温度为止。当机器达到合适的工作温度时,引导阀使液压油流经导阀控制的逻辑元件36,其中该导阀控制的逻辑元件打开了液压缸的液压油流。
本发明的优选实施方案还包括其他部件。例如,多个压力计端口38可以提供一个机会,使得能够在整个吹塑成形过程中对整个吹塑成型机的压力进行监测和测量。程序控制液压缸回路或挤压机头定位液压缸40能够使销和模具设备组件移动或者“升高和降低”,以改变模口间隙的开口。
图4示出了吹塑成型方法中的电子逻辑回路。当储料器的头部打开并允许塑性树脂从储料器的头部挤出时,成型(PROFILE)和/或清除(PURGE)命令变为高。同时微处理器发送一系列预设事件到挤出机头的定位阀门。成型和/或清除的激励信号命令吹塑成型机开始型坯的成型挤出周期,TMR 1I。型坯的成型挤压循环被TMR 1I延迟。TMR 1O在型坯成型挤出周期开始时变成高,并且将一个信号发送到如图3所示的减压阀导向元件32中。减压阀导向元件为减压阀设置旁路,并且允许将全部压力都供给挤压机头定位阀。挤压机头的液压定位阀将压力传递到控制着心轴销和模具组件运动的程序控制液压缸回路中。当型坯成型挤出周期结束时,TMR 1I变成低,TMR 1O也变成低,以高压状态结束该周期。
考虑到在不脱离本发明原理的基础上,可进行多种改变和修改,应当参考所附的权利要求来理解本发明所提供的保护范围。
Claims (10)
1.一用于为吹塑成型机内的减压阀设置旁路的控制器,其包括:
一程序控制压力缸,所述程序控制压力缸通过液压操作并且可调节销对模具的相对位置;
所述减压阀,该减压阀控制所述液压;
一与所述减压阀相连的电路,该电路调节由程序控制压力缸施加的压力缸的压力,以控制所述销对模具的相对位置,除吹塑成型周期的型坯成型间隔外,所述压力缸的压力在所有时间间隔里都是减少的;
一挤压机头的液压定位阀,所述挤压机头的液压定位阀由用户编制的、编入微处理器的定位步骤所控制;
所述挤压机头的液压定位阀响应于来自所述微处理器的预定义好的一系列事件,并且可升高或降低程序控制压力缸以调节经过所述销和模具组件的塑料流;
当储料器的头部打开并允许塑料材料从所述储料器头部挤出时,成型和/或清除命令变为高;以及
同时所述微处理器发送一系列预设事件到所述挤压机头的定位阀。
2.如权利要求1所述的控制器,其中所述程序控制压力缸相对于所述模具移动所述销。
3.如权利要求1所述的控制器,其中所述程序控制压力缸相对于所述销移动所述模具。
4.如权利要求1所述的控制器,其中所述程序控制压力缸独立地移动所述销和所述模具。
5.如权利要求1所述的控制器,进一步包括:
一减压阀导向元件在两种条件之一下操作,第一种条件为,在吹塑成型周期中的型坯成型间隔过程中,对所述减压阀导向元件激励,并且可以为减压阀减压元件设置旁路,第二种条件为在型坯成型间隔期间,所述减压阀导向元件未被激励。
6.如权利要求2所述的控制器,进一步包括:一减压阀导向元件在所述吹塑成型周期的所述型坯成型间隔过程中被激励,并且为减压阀减压元件设置旁路。
7.一种方法,(i)其用于调节程序控制压力缸的压力,该程序控制压力缸控制吹塑成型机内机头的销和模具组件的位置,以及(ii)用于在所述吹塑成型机内为减压阀设置旁路,该方法包括:
挤出树脂并将所述熔融树脂供应到储料器的头部组件;
将预定量的熔融树脂存储在材料存储区域;
将所述熔融树脂经过所述销和模具组件注入以在模子中形成型坯;
在型坯成形的过程中,使供应给所述程序控制压力缸的压力较高;以及
在所有其他时间里减少供应给所述程序控制压力缸的压力。
8.如权利要求7所述的方法,其中在所述型坯成形的过程中使供给所述程序控制压力缸的压力较高,并且通过用减压阀导向元件控制所述压力,使该压力降低,在处于下述两种条件之一时,所述减压导向元件进行操作,在吹塑成型周期中的型坯成型间隔的过程中,当减压阀导向元件被激励时产生第一种条件,并且其为减压阀减压元件设置旁路,在型坯成型间隔的过程中,当所述减压阀导向元件未被激励时产生第二种条件。
9.如权利要求8所述的方法,其中所述控制包括如图4所示的成型和/或清除命令。
10.如权利要求9所述的方法,其中所述控制移动所述销和模具组件中的销。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100915 Termination date: 20140225 |