CN210198650U - 包袋检测设备和泄漏检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供了一种包袋检测设备和泄漏检测系统,该设备可以包括:固定组件121和包袋结构122;包袋结构122是由不透气的膜围成,用于收集泄漏气体;固定组件121用于对包袋结构122进行密封;包袋结构122包括输入孔1221和采样孔1222;其中,输入孔1221用于接收输入到包袋结构122内的平衡气体,采样孔1222用于输出包袋结构122内的待检测物,待检测物包括泄漏气体和平衡气体。本实用新型有效解决了目前收集泄漏气体困难、收集精度低和收集稳定性不佳的问题。另外,通过包袋检测设备收集泄漏气体,以便精确核算出泄漏气体的真实排放量。
Description
技术领域
本实用新型属于泄漏检测领域,尤其涉及一种包袋检测设备和泄漏检测系统。
背景技术
泄漏检测与修复(leak detection and repair,LDAR)是对工业生产过程中的物料泄漏进行控制的系统工程,主要是采用检测仪器定量或者定性检测生产装置中易产生挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs) 泄漏的密封位置,并修复超过一定浓度的泄漏位置,控制物料泄漏损失,以减少环境污染。通常,被检测的密封位置包括:泵、压缩机、搅拌器、阀门、泄压设备、取样连接系统、开口阀或开口管线、法兰、连接件,等等。LDAR被认为是一种从源头上控制例如石化行业工艺设备与管线无组织泄漏的最佳可行技术。
目前,针对LDAR的研究工作处于起步阶段,如何科学、高效地实现对设备密封点的泄漏检测是当前研究的重点之一。
通常,设备的密封位置泄漏是指各种设备组件和连接处的工艺介质泄漏进入大气的过程。已有的密封位置泄漏检测大多是直接使用有毒分析仪器(例如:TVA 2020分析仪)或是泄漏检测仪器(例如:PHX 21检测仪) 对密封位置进行泄漏检测。但是,这种检测方法存在诸多缺陷,检测值容易受环境因素影响,还容易受人为操作等因素影响,导致检测结果偏差较大,无法准确反映泄漏气体的排放特征。
发明内容
本实用新型实施例提供一种包袋检测设备和泄漏检测系统,通过包袋检测设备有效提高了收集泄漏气体困难、收集精度低和收集稳定性不佳的问题。
第一方面,本实用新型实施例提供了一种包袋检测设备,可以包括:固定组件和包袋结构;包袋结构是由不透气的膜围成,用于收集泄漏气体;固定组件用于对包袋结构进行密封;包袋结构包括输入孔和采样孔;其中,输入孔用于接收输入到包袋结构内的平衡气体,采样孔用于输出包袋结构内的待检测物。
本实用新型通过包袋结构实现了精确且稳定的收集泄漏气体,有效解决了目前收集泄漏气体困难、收集精度低和收集稳定性不佳的问题。此外,根据收集到的泄漏气体可以精确核算出泄漏气体的真实排放量。
第二方面,本实用新型实施例提供了一种泄漏检测系统,包括:气流平衡装置、气体检测设备和如第一方面所示的包袋检测设备;气流平衡装置通过第一管道与包袋检测设备的输入孔连通,用于向包袋检测设备的包袋结构内提供平衡气体;气体检测设备通过第二管道与包袋检测设备的采样孔连通,用于获取包袋结构内待检测物,并对待检测物进行检测;其中,待检测物包括泄漏气体和平衡气体。
本实用新型通过包袋结构实现了精确且稳定的收集泄漏气体,有效解决了目前收集泄漏气体困难、收集精度低和收集稳定性不佳的问题。另外,该系统可以提供平衡气体,可以使泄漏气体和包袋结构中的空气混合均匀以及稀释泄漏气体,防止泄漏气体浓度过高,导致闪爆或者燃烧等问题。还可以根据收集到的泄漏气体可以精确核算出泄漏气体的真实排放量,在确定泄漏气体的真实排放量的同时,以提示相关工作人员去维修超过一定浓度的泄漏位置,一方面可以控制物料泄漏损失,另一方面也可以减少有毒物质对环境和人的影响。此外,还可以通过本实用新型提供的确定检测结果的步骤,进一步获取实测泄漏气体的排放速率,以便修正现阶段 LDAR相关系数的工作。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单的介绍,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一个实施例提供的一种泄漏检测系统结构示意图;
图2是本实用新型一个实施例提供的另一种泄漏检测系统结构示意图;
图3是本实用新型一个实施例提供的一种管道的连接结构示意图;
图4是本实用新型一个实施例提供的一种包袋检测设备结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例,为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施例,对本实用新型进行进一步详细描述。应理解,此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本实用新型,并不被配置为限定本实用新型。对于本领域技术人员来说,本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型更好的理解。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
为了解决直接运用仪器检测密封点泄漏方法,导致的泄漏瞬时值受环境因素、人为因素等外界因素的影响,造成结果偏差较大,不利于反映泄漏气体的排放特征的问题。本实用新型实施例提供了一种包袋检测设备、泄漏检测方法及系统,有效解决了收集泄漏气体困难、以及收集精度和收集稳定性不佳的问题。此外,还可以通过本实用新型提供的确定检测结果的步骤,进一步获取实测泄漏气体的排放速率,以便修正现阶段LDAR相关系数的工作。
本实用新型主要利用不透气膜对泄漏位置进行包裹,从而将泄漏气体 (例:VOCs)捕集在不透气膜围成的包袋结构内,并通过对包袋结构所在的包袋检测设备,以及与相关仪器设备的连接方式进行专门的设计,使得一方面能够利用包袋结构安全地捕集泄漏气体,另一方面能够利用相关仪器设备获得泄漏气体的一系列参数,可用于后期处理分析。
以下对本实用新型的各个方面进行详细描述。
图1是本实用新型一个实施例提供的一种泄漏检测系统结构示意图。如图1,泄漏检测系统可以包括:气流平衡装置11、包袋检测设备12和气体检测设备13。包袋检测设备12的一端可以通过第一管道14与气流平衡装置11连通,另一端可以通过第二管道15与气体检测设备13连接。
其中,气流平衡装置11可以为包袋检测设备12提供平衡气体。其中,平衡气体为惰性气体(例如:氮气)或者空气,以使泄漏气体(例如: VOCs)和包袋检测设备12(具体可以指包袋结构122)中的空气混合均匀;或者,用于稀释泄漏气体,防止泄漏气体浓度过高所引起的闪爆或者燃烧等问题。
包袋检测设备12可以包括:固定组件121和包袋结构122;其中,包袋结构122是由不透气的膜围成,进一步地,是由不透气的膜根据泄漏位置的形状(例如:图1中阀杆上的泄漏位置)围成,用于收集泄漏气体;固定组件121用于对包袋结构122进行密封。进一步地,包袋结构122可以包括输入孔1221和采样孔1222;其中,输入孔1221用于接收输入到包袋结构122内的平衡气体,采样孔1222用于输出包袋结构122内的待检测物,待检测物包括泄漏气体和平衡气体。
需要说明的是,本实用新型中构成包袋结构122的膜为一种不透气膜,由于膜的特性可以在任意方向上折叠或者翻转,所以,可以实现泄漏位置 (例如:泄漏点或者泄漏线)的全包裹或基本包裹,以及实现泄漏位置包裹体积和空间内表面积的最小化。由于该膜具有不透气的特性,所以,实现了漏风率小于2%,泄漏气体收集率不低于98%,能够实现正压和/或负压的采样,使收集结果更为精确。
气体检测设备13用于接收包袋检测设备12传输的待检测物,其中,待检测物包括泄漏气体和包袋检测设备12提供平衡气体。
气体检测设备13还用于对待检测物进行检测。具体地,对待检测物进行检测可以具体包括:测量待检测物的温度、压力以及流量值;确定待检测物的环境参数;其中,环境参数包括:获取待检测物的时长和环境信息;根据待检测物的温度、压力、流量值和环境参数,确定泄漏气体的检测结果,检测结果包括泄漏气体的排放速率。
此外,除了图1中描述的实施例,本实用新型实施例还提供了另一种可能的实施例。图2是本实用新型一个实施例提供的另一种泄漏检测系统结构示意图,主要表示为利用泄漏测量系统对阀杆上的泄漏位置进行测量。
如图2所示,泄漏测量系统可以包括:气流平衡装置11、包袋检测设备12和气体检测设备13。其中,气流平衡装置11与图1中气流平衡装置 11描述的功能一致,在此不再赘述。包袋检测设备12基于图1中的结构,包袋检测设备12还可以如图2所示的结构。
具体地,固定组件121可以包括下述组件中的至少一种组件:胶带、可伸缩扎绳、夹套。由此可以根据泄漏位置的形状选择合适的固定组件对包袋结构进行密封。例如:如图2所述,泄漏位置为管道的情况下,可以根据管道的管径不同,固定组件121可以调节不同的长度对管道进行密封,以使固定组件121在使用时更为方便灵活。
输入孔1221可以设置成至少一个,采样孔1222可以设置为至少一个,为了更好的收集泄漏气体,采样孔1222的数量一般小于或者等于输入孔 1221的数量。在本实用新型实施例中,为了更好的收集泄漏气体,提供一种优选地数量,即输入孔1221为两个,采样孔1222为一个。需要说明的是,本实用新型实施例仅以该数量为例,并不限定。
具体地,如图2所示,输入孔1221包括:第一输入孔和第二输入孔。第一输入孔与第二输入孔相间隔地布置,采样孔位于所述第一输入孔与所述第二输入孔的连线的一侧。在一种可能的实施例中,采样孔1222位于所述第一输入孔与所述第二输入孔的连线的中垂线上。该结构一方面,可以更好的使泄漏气体和包袋本体中的空气混合均匀,另一方面,方便气体检测设备13接收包袋检测设备12传输的待检测物。
需要说明的是,由于上述输入孔1221的数目为多个,所以,在该种场景下与气流平衡装置11的连接方式也产生了变化。如图3(1)所示,在一种可能的实施方式中,设置多个独立的第一管道,每个独立管道的都可以连接气流平衡装置11和包袋检测设备12。如图3(2)所示,在另一种可能的实施方式中,第一管道用于连接气流平衡装置11的一端可以是一个管道口,在连接多个输入孔1221的一端,可以设置多个管道口,以便与多个输入孔对应。
此外,除了上述的结构,如图4所示,在一种实例中,包袋检测设备 12还可以包括传感器组123,位于包袋结构122内。其中,该传感器组123 可以包括压力传感器、温度传感器或者湿度传感器中的至少一种,用于测量包袋结构122内的气压、温度或者湿度中的至少一种。
需要说明的是,基于图1、图2和图4的描述中,包袋检测设备12可以应用于任何收集泄漏气体的场景,所以,该膜除了具有不透气的属性之外,膜的属性还可以包括下述中的至少一种:
(1)膜可以为可塑性膜;
(2)膜的工作温度范围为-40摄氏度到500摄氏度;
(3)膜与所述泄漏气体不发生化学反应(例如:膜的材质不会引起泄漏气体的闪爆或者燃烧);
(4)膜不吸附或者低吸附所述泄漏气体,其中,该吸附指的是物理吸附。
具体地,本实用新型实施例提供的膜可以为:聚四氟乙烯膜或者氟化乙烯丙烯共聚物膜。
气体检测设备13具体可以包括:气体获取设备1301和子气体检测设备1302。
气体获取设备1301的输入端与包袋检测设备12的采样孔相连,气体获取设备1301的输出端与子气体检测设备1302的输入端相连。
其中,气体获取设备1301可以获取包袋检测设备12中的待检测物,将待检测物传输到子气体检测设备1302中。子气体检测设备1302,可以测量待检测物的温度、压力、流量值。
进一步地,气体获取设备1301可以为下述设备中的任意一种:防爆蠕动泵、气动泵或者手持式蠕动泵。
进一步地,子气体检测设备1302可以包括:检测仪和流量计。
具体地,检测仪可以测量待检测物的温度和压力。检测仪可以具体为:为火焰离子化检测仪(flame ionization detector,FID)、光粒子气体检测仪(photoionizationdetector,PID)、有毒分析仪器(例如:TVA 2020分析仪)或是泄漏检测仪器(例如:PHX 21检测仪)。流量计可以测量待检测气体的流量值。流量计可以具体为:立式转子流量计。
在一种可能的实例中,该气体检测设备13还可以包括采样袋1303,能够与子气体检测设备1302连接,用于收集子气体检测设备1302输出的待检测物。
在另一种可能的实施中,该气体检测设备13还可以包括提示设备(在图2中并未显示),该提示设备可以与子气体检测设备1302相连接,用于,确定泄漏气体的真实排放量,在泄漏气体的真实排放量大于预设阈值时,以提示相关工作人员去维修超过一定浓度的泄漏位置,一方面可以控制物料泄漏损失,另一方面也可以减少有毒物质对环境和人的影响。
由此,基于图2所示的泄漏检测系统,具体可以执行如下方法:
(一)检测之前的准备阶段:
(1)根据阀杆上泄漏位置的形状将不透气的膜围成包袋结构122,将泄漏位置包裹在包袋结构122内,利用胶带(例如:特氟龙胶带)、可伸缩扎绳或者夹套中的至少一种对包袋结构122的上下两个开孔进行捆绑密封。
(2)将第一输入孔和第二输入孔分别通过第一管道14(例如:绝缘特氟龙管)与气流平衡装置101连通,采样孔1222与防爆蠕动泵的输入端连接,防爆蠕动泵的输出端连接火焰离子化检测仪和立式转子流量计的输入端,在火焰离子化检测仪和立式转子流量计的输出端连接采样袋1303。
(3)根据火焰离子化检测仪显示的数据,确定泄漏位置的混合气体的浓度。根据混合气体的浓度确定是否更换泄漏位置。
例如:预先设定检测筛选值范围:0-100毫克每升、101-500毫克每升和501-1000毫克每升,在想要获取浓度为0-100毫克每升的情况下,预先检测一下泄漏位置的混合气体浓度,若在该范围的情况下,继续进行测量;若不在该范围的情况下,则更换泄漏位置。
所以,在需要获取浓度为0-100毫克每升的情况下,且在该步骤中根据火焰离子化检测仪显示的数据,确定泄漏位置的混合气体的浓度也在0- 100毫克每升的范围内时,执行检测阶段的步骤)。
需要说明的是,该范围可以根据实际情况进行预设,在本实用新型中仅是以0-100毫克每升的范围为例。
(二)检测阶段:
在该阶段中,可以利用气体检测设备13收集并确定环境参数,以便精确核算出泄漏气体的真实排放量。其中,环境参数可以包括:获取待检测物的时长和环境信息(例如:环境温度、环境湿度等)。
(1)开启电源,防爆蠕动泵将包袋结构122中的待检测物引出,接入到火焰离子化检测仪和立式转子流量计中。其中,待检测物可以包括:泄漏气体、空气和独立的管道中的平衡气体。
调节防爆蠕动泵的转速,确保火焰离子化检测仪读数的稳定,读取待检测物的温度和压力。等到待检测物的流量稳定后,读取立式转子流量计显示的待检测气体的流量值。
需要说明的是,可以适量调节防爆蠕动泵的转速,防止转速过快,导致待检测物从包袋结构122到火焰离子化检测仪和立式转子流量计的过程中,流动速度过快引起待检测物的闪爆或者燃烧的问题。
(2)将测量之后的待检测物从火焰离子化检测仪和立式转子流量计的输出端引入采样袋1303中,在收集气体检测设备传输的待检测物的同时,确定收集待检测物的时间。
(3)根据上述确定的获取待检测物的时间和环境信息,以及待检测物的温度、压力和流量值,确定泄漏气体的排放速率。其中,核算方法均采用美国联邦环保署(environmental protection agency,EPA)排放标准的相关方程法,根据动静密封点类型和物料类型,选择相应的计算公式。具体可以如下所示:以某石油炼制企业一个法兰为例,法兰内流经液体为汽油。
目前,采用的计算方法是:其汽油的气相排放速率如下式所示:
E=4.61×10-6×(SV)0.703 (1)
根据本实用新型提供的检测系统的工作流程,在检测前需测定环境参数和密封位置的火焰离子化检测仪的检测值,分别为2.4ppm浓度(即ppmv,表示按体积计算百万分之一的浓度)和726ppmv。当密封位置检测时,利用火焰离子化检测仪对法兰纵切面的8个方位分别进行测量,对8个方位的测量值进行平均处理,确定该法兰的净检测值SV=723.6ppmv,带入式 (1)后计算在法兰处的质量流量为0.472克每小时g/h。
而根据本实用新型提供的检测要求,在包袋结构122内气相平衡后 (例如:1分钟内,从采样孔测得的火焰离子化检测仪的检测值偏差< 5%),测定气量为0.5升每分钟(L/min),测定包袋结构122内的温度为 13摄氏度、包袋结构122内的压强为99.7千帕(kPa),每隔10分钟利用采样袋1303进行样品采集,共采集9次。根据多次分析结果,测定泄漏气体的气相浓度为3373.195毫克每立方米(mg/m3)。带入方程(2)进行计算,确定泄漏气体的排放速率e为0.095(g/h)。具体公式如下所示:
其中,c为泄漏气体的气相浓度,Q为气量,P为包袋结构122内的压强,P0为标准气压,T0为标准温度,T为包袋结构122内的温度。
由此,可以看出,本实用新型提供的采用利用包袋检测设备实现了使用包袋法收集泄漏气体的技术,在核算泄漏气体的排放量时,其排放速率要比目前方法计算出的排放速率要精确,可以通过本实用新型提供的实测数据用来修正现阶段LDAR相关系数的工作。此外,还实现了排放量的真实性反映,从而达到了精准核算排放量的目的。
综上,本实用新型通过包袋结构实现了精确且稳定的收集泄漏气体,有效解决了目前收集泄漏气体困难、收集精度低和收集稳定性不佳的问题。另外,该系统可以提供平衡气体,可以使泄漏气体和包袋结构中的空气混合均匀以及稀释泄漏气体,防止泄漏气体浓度过高,导致闪爆或者燃烧等问题。还可以根据收集到的泄漏气体可以精确核算出泄漏气体的真实排放量,在确定泄漏气体的真实排放量的同时,以提示相关工作人员去维修超过一定浓度的泄漏位置,一方面可以控制物料泄漏损失,另一方面也可以减少有毒物质对环境和人的影响。此外,还可以通过本实用新型提供的确定检测结果的步骤,进一步获取实测泄漏气体的排放速率,以便修正现阶段LDAR相关系数的工作。
需要明确的是,本实用新型并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见,这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中,描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是,本实用新型的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤,本领域的技术人员可以在领会本实用新型的精神后,作出各种改变、修改和添加,或者改变步骤之间的顺序。
还需要说明的是,本实用新型中提及的示例性实施例,基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是,本实用新型不局限于上述步骤的顺序,也就是说,可以按照实施例中提及的顺序执行步骤,也可以不同于实施例中的顺序,或者若干步骤同时执行。
以上,仅为本实用新型的具体实施方式,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。应理解,本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种包袋检测设备,其特征在于,包括:固定组件(121)和包袋结构(122);
所述包袋结构(122)是由不透气的膜围成,用于收集泄漏气体;所述固定组件(121)用于对所述包袋结构(122)进行密封;
所述包袋结构(122)包括输入孔(1221)和采样孔(1222);其中,所述输入孔(1221)用于接收输入到所述包袋结构(122)内的平衡气体,所述采样孔(1222)用于输出所述包袋结构(122)内的待检测物。
2.根据权利要求1所述的包袋检测设备,其特征在于,还包括:传感器组(123),位于所述包袋结构(122)内,用于测量下述多种参数中的至少一种参数:所述包袋结构内的气压、温度、湿度。
3.根据权利要求1所述的包袋检测设备,其特征在于,所述输入孔(1221)包括:第一输入孔和第二输入孔;所述第一输入孔与所述第二输入孔相间隔地布置;
所述采样孔(1222)位于所述第一输入孔与所述第二输入孔的连线的一侧。
4.根据权利要求3所述的包袋检测设备,其特征在于,
所述采样孔(1222)位于所述第一输入孔与所述第二输入孔的连线的中垂线上。
5.根据权利要求1-4任一项所述的包袋检测设备,其特征在于,所述膜的属性包括下述中的至少一种:
所述膜为可塑性膜;
所述膜的工作温度范围为-40摄氏度到500摄氏度;
所述膜与所述泄漏气体不发生化学反应;
所述膜不吸附或者低吸附所述泄漏气体。
6.根据权利要求5所述的包袋检测设备,其特征在于,所述膜为聚四氟乙烯膜或者氟化乙烯丙烯共聚物膜。
7.根据权利要求1所述的包袋检测设备,其特征在于,所述固定组件(121)包括下述组件中的至少一种组件:胶带、可伸缩扎绳、夹套。
8.一种泄漏检测系统,其特征在于,包括:气流平衡装置(11)、气体检测设备(13)和如权利要求1-7中任意一项所述的包袋检测设备(12);
所述气流平衡装置(11)通过第一管道(14)与所述包袋检测设备(12)的输入孔(1221)连通,用于向所述包袋检测设备(12)的包袋结构(122)内提供平衡气体;
所述气体检测设备(13)通过第二管道(15)与所述包袋检测设备(12)的采样孔(1222)连通,用于获取所述包袋结构(122)内待检测物,并对所述待检测物进行检测;其中,所述待检测物包括泄漏气体和所述平衡气体。
9.根据权利要求8所述的泄漏检测系统,其特征在于,所述气体检测设备(13)包括:气体获取设备(1301)和子气体检测设备(1302);
所述气体获取设备(1301),用于获取所述包袋检测设备(12)中的所述待检测物,传输到所述子气体检测设备(1302)中;
所述子气体检测设备(1302),用于测量所述待检测物的温度、压力、以及流量值。
10.根据权利要求9所述的泄漏检测系统,其特征在于,所述气体检测设备(13)还包括采样袋(1303),能够与所述子气体检测设备(1302)连接,用于收集所述子气体检测设备(1302)输出的待检测物。
11.根据权利要求9所述的泄漏检测系统,其特征在于,所述气体获取设备(1301)为下述设备中的任意一种:防爆蠕动泵、气动泵、手持式蠕动泵。
12.根据权利要求9所述的泄漏检测系统,其特征在于,所述子气体检测设备(1302)包括:检测仪和流量计;
其中,所述检测仪为下述仪器中的至少一种:火焰离子化检测仪、光粒子气体检测仪、有毒分析仪、泄漏检测仪;
所述流量计为立式转子流量计。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200327 Termination date: 20210307 |
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