CN211263087U - 玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统 - Google Patents
玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统,包括浸透台、树脂注入装置、已浸透区域的面积获取装置以及浸透速率计算装置;设置在浸透台上的待测纤维织物;已浸透区域的面积获取装置设置在浸透台的上方;浸透速率计算装置与已浸透区域的面积获取装置和树脂注入装置信号连接;树脂注入装置的待测纤维织物连通;本实用新型更直观的对纤维织物浸透效果进行分析,通过浸透速率计算装置计算浸透速率,提高测试的精准性,减小误差。
Description
技术领域
本实用新型涉及复合材料成型时纤维织物与树脂灌注环节技术领域,尤其涉及玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统。
背景技术
风力发电作为一种清洁可再生能源被世界广泛运用,风力发电的叶片主要是由玻璃纤维织物与树脂真空灌注制成。风力发电叶片体积大,长度长,制作一根叶片需要铺设几十米的织物,再灌注树脂完成。其中树脂的灌注即浸透速率直接影响着叶片的生产效率。
在纤维织物与树脂灌注领域中,观察浸透速率时,通常采用人工划线并计时,计算得出浸透速率,浸透效果也只能依靠人工肉眼去观察。树脂灌注时,不会在纤维织物上呈直线状同时向前推进,而是呈一条不规则的曲线,使划取灌注长度时,产生一定的偏差,不仅降低了测试的精准性,且人为因素对测试结果的影响比较大;尤其在浸透面积的截取时,仅仅依靠肉眼去识别并划线,存在较大的不稳定因素,易使浸透效果的判定产生误差。
实用新型内容
为了解决现有技术中的上述问题,提出了一种玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统,通过树脂注入装置实现对纤维织物的浸透,配备已浸透区域的面积获取装置,更直观的对纤维织物浸透效果进行分析,通过浸透速率计算装置计算浸透速率,提高测试的精准性,减小误差。
根据本实用新型的一个方面,提供了一种玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统,浸透台、树脂注入装置、已浸透区域的面积获取装置以及浸透速率计算装置;
设置在所述浸透台上的待测纤维织物;所述已浸透区域的面积获取装置设置在所述浸透台的上方;
所述浸透速率计算装置与已浸透区域的面积获取装置和所述树脂注入装置信号连接;
所述树脂注入装置与所述待测纤维物连通。
其中,所述待测纤维织物的浸透方式包括水平浸透方式和垂直浸透方式。
其中,所述树脂注入装置包括真空泵以及树脂导流管;
所述待检测纤维织物的表面与所述树脂导流管的一端连通设置,所述树脂导流管的另一端与所述真空泵连接。
其中,当浸透方式为所述水平浸透方式时,所述树脂导流管的一端与所述待检测纤维织物的上表面的一端连通;
当浸透方式为所述垂直浸透方式时,所述浸透台沿竖向设有多个注入通孔,每个所述注入通孔的下端与所述树脂导流管的一端连通,每个所述注入通孔的上端与所述待检测纤维织物的下表面接触连接。
其中,所述多个注入通孔沿浸透台面呈斜线排列设置。
其中,所述已浸透区域的面积获取装置设置有多个,且均设置在所述浸透台上的支架梁上。
其中,所述检测系统还包括多个光源;
所述多个光源与多个所述已浸透区域的面积获取装置沿所述浸透台上的支架梁依次间隔设置。
其中,所述检测系统还包括温控仪,所述温控仪安装于所述浸透台上,所述温控仪与所述浸透速率计算装置电性连接。
本实用新型中的玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统,可以实现以下有益效果:
1、本实用新型设有已浸透区域的面积获取装置和光源,更直观的获取纤维织物的浸透效果,降低人工肉眼去观察的偏差,提高测试的精准性;
2、通过已浸透区域的面积获取装置获取的纤维织物的浸透效果,经过浸透速率计算装置进行计算分析,提高浸透速率分析的精准性,减小浸透时间的误差;
3、本实用新型设有温控仪,满足不同要求的浸透测试条件,保证测试过程中的温度保持恒定,避免由于温度变化影响测试数据的获取;
4、本实用新型的浸透台上沿竖向设有注入通孔,注入通孔的下端与树脂注入装置连通设置,将树脂可由下而上注入浸透台上的纤维织物中,实现了纤维织物由下而上的垂直浸透测试功能,对浸透状况的获取更为直观方便,测试效果更好。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例,并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中,类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,而不是全部实施例。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,可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一个实施例中给出的玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统整体结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本申请提供了一种玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统,包括浸透台1、树脂注入装置2、已浸透区域的面积获取装置3以及浸透速率计算装置4;
设置在浸透台1上的待测纤维织物;已浸透区域的面积获取装置3设置在浸透台1的上方;
浸透速率计算装置4与已浸透区域的面积获取装置3和树脂注入装置2信号连接;
树脂注入装置2与待测纤维物连通。
本申请所提供的玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统,通过树脂注入装置2实现对纤维织物的浸透,配备已浸透区域的面积获取装置3,更直观的对纤维织物浸透效果进行分析,通过浸透速率计算装置4计算浸透速率,提高测试的精准性,使浸透时间误差范围由30s-40s减小到2s-5s。
下面结合附图,详细说明该玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统。
图1图示了玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统整体结构示意图。
实施例1
当浸透方式为水平浸透方式时,在浸透台1上,铺设一层透明玻璃板12,取纤维织物A和纤维织物B放置浸透台1上的玻璃板12上,确定待测纤维织物A和纤维织物B的待测区域并分别进行标定;纤维织物A和纤维织物B均可以截取等宽不等长为待测区域,也可以为等宽等长为待测区域;纤维织物A和纤维织物B均为单层;
将树脂注入装置2中的树脂导流管分别与纤维织物A和纤维织物B的待测区域的上表面一端接触连接,其中,树脂导流管设有两个分支,其中一个树脂导流管的分支与纤维织物A的待测区域的上表面一端接触连接,另一个树脂导流管的分支与纤维织物B的待测区域的上表面一端接触连接;
已浸透区域的面积获取装置3包括两个工业相机;调整每个工业相机分别对准纤维织物A和纤维织物B的待测区域,通过标定板对维织物A和纤维织物B的待测区域进行像素对应的实际距离进行标定,减小由于厚度差别引起的误差,本申请的实施例中,保证每个工业相机采集到的图像分辨率为2588*1944,实际视场约为800mm*600mm,即每个相机对应的实际距离约为0.3091mm/像素;两个工业相机并配备有三个光源5,并与两个工业相机间隔设置,同时安装在浸透台1的支架梁上,保证在获取浸透面积时,图像更为清晰;
浸透速率计算装置4包括工业计算机控制系统;在工业计算机控制系统中输入测试所需参数,调控温控仪6,实时保证测试时的温度保持恒定22℃,树脂粘稠度为208/mPa.s,压强为-96Kpa;
启动树脂注入装置2中的真空泵,以预定速率向纤维织物A和纤维织物B的待测区域内注入树脂,每间隔一段时间,两个工业相机分别获取纤维织物A和纤维织物B浸透区域的面积,并传输给工业计算机控制系统,达到一定的时间后,停止注入树脂,并进行绘制时间—面积曲线图进行记录,选取同一时间点的纤维织物A和纤维织物B浸透区域的面积,进行浸透速率FVP的计算,并进行对比:
纤维织物A:FVP1=已浸透区域的面积/时长
纤维织物B:FVP2=已浸透区域的面积/时长
FVP1与FVP2进行对比,获知纤维织物A和纤维织物B对比后的浸透效果更好;
其中,如纤维织物A为常规纤维织物样品,纤维织物B作为改进产品,在预定时长内,根据纤维织物B的浸透面积和纤维织物A的浸透面积可以获知纤维织物B相比于纤维织物A取得的浸透程度α:
α=(B-A)/A*100%
如α为正值,则纤维织物B相对于纤维织物A的浸透速率快,如α为负值,则纤维织物B相对于纤维织物A的浸透速率慢;
同时,打破常规的人工肉眼去观察,依靠工业相机获取浸透面积,并通过工业计算机控制系统进行计算分析,测试效果更好,提高精准性。
实施例2
当浸透方式为水平浸透方式时,在浸透台1上,铺设一层透明玻璃板12,取纤维织物A、纤维织物B和纤维织物C放置浸透台1上的玻璃板12上,确定待测纤维织物A、纤维织物B和纤维织物C的待测区域并分别进行标定;待测纤维织物A、纤维织物B和纤维织物C可以截取等宽等长的待测区域;纤维织物A、纤维织物B和纤维织物C均为三层;
将树脂注入装置2中的树脂导流管分别与纤维织物A、纤维织物B和纤维织物C的待测区域的上表面一端接触连接,其中,树脂导流管设有三个分支,三个分支分别与纤维织物A、纤维织物B和纤维织物C的待测区域的上表面一端接触连接;
已浸透区域的面积获取装置3包括三个工业相机;调整每个工业相机分别对准纤维织物A、纤维织物B和纤维织物C的待测区域,通过标定板对维织物A、纤维织物B和纤维织物C的待测区域进行像素对应的实际距离进行标定,减小由于厚度差别引起的误差,本申请的实施例中,保证每个工业相机采集到的图像分辨率为2588*1944,实际视场约为800mm*600mm,即每个相机对应的实际距离约为0.3091mm/像素;三个工业相机并配备有四个光源5,并与三个工业相机间隔设置,同时安装在浸透台1的支架梁上,保证在获取浸透面积时,图像更为清晰;
浸透速率计算装置4包括工业计算机控制系统;在工业计算机控制系统中输入测试所需参数,调控温控仪6,实时保证测试时的温度保持恒定23℃,树脂粘稠度为256/mPa.s,压强为-96Kpa;
启动树脂注入装置2中的真空泵,以预定速率向纤维织物A、纤维织物B和纤维织物C的待测区域内注入树脂,每间隔一段时间,三个工业相机分别获取纤维织物A、纤维织物B和纤维织物C浸透区域的面积,并传输给工业计算机控制系统,到达一定时间后,停止注入树脂,并进行绘制时间—面积曲线图进行记录,选取同一时间点的纤维织物A、纤维织物B和纤维织物C浸透区域的面积,进行浸透速率FVP的计算,并进行对比:
纤维织物A:FVP1=已浸透区域的面积/时长
纤维织物B:FVP2=已浸透区域的面积/时长
纤维织物C:FVP3=已浸透区域的面积/时长
FVP1、FVP2和FVP3进行对比,获知纤维织物A、纤维织物B和纤维织物C对比后的浸透效果更好;
其中,在预定时长内,根据纤维织物B的浸透面积和纤维织物A的浸透面积可以获知纤维织物B相比于纤维织物A取得的浸透程度α1:
α1=(B-A)/A*100%
如α1为正值,则纤维织物B相对于纤维织物A的浸透速率快,如α1为负值,则纤维织物B相对于纤维织物A的浸透速率慢;
其中,在预定时长内,根据纤维织物C的浸透面积和纤维织物A的浸透面积可以获知纤维织物C相比于纤维织物A取得的浸透程度α2:
α2=(C-A)/A*100%
如α2为正值,则纤维织物C相对于纤维织物A的浸透速率快,如α2为负值,则纤维织物C相对于纤维织物A的浸透速率慢;
其中,在预定时长内,根据纤维织物C的浸透面积和纤维织物B的浸透面积可以获知纤维织物C相比于纤维织物B取得的浸透程度α3:
α3=(C-B)/B*100%
如α3为正值,则纤维织物C相对于纤维织物B的浸透速率快,如α3为负值,则纤维织物C相对于纤维织物B的浸透速率慢;
同时,依靠工业相机获取浸透面积,并通过工业计算机控制系统进行计算分析,相对于目前采用的人工肉眼观察划线,秒表计时计算速率的方法,提高了精准性。
实施例3
当浸透方式为垂直浸透方式时,取整块待测纤维织物,放置于浸透台1上;选取的待测纤维织物的铺设层数为十五层;
如图1所示,浸透台1沿竖向设有九个注入通孔11,每三个注入通孔11为一组,每组中的注入通孔11沿浸透台1台面呈斜线排列设置,将待测纤维织物与浸透台1对应设置,覆盖九个注入通孔11,以每个注入通孔11为圆心画圆获取九个相等的给定的浸透面积,作为待测区域并进行标定,每个注入通孔11的下端均与树脂注入装置2的树脂导流管连通设置;
已浸透区域的面积获取装置3包括三个工业相机;调整工业相机对准待测纤维织物的待测区域,通过标定板对待测区域进行像素对应的实际距离进行标定,减小由于厚度差别引起的误差,本申请的实施例中,并保证工业相机采集到的图像分辨率为2588*1944,实际视场约为800mm*600mm,即相机对应的实际距离约为0.3091mm/像素;工业相机并配备有四个光源5,并与工业相机间隔设置,同时安装在浸透台1的支架梁上,保证在获取浸透面积时,图像更为清晰;
浸透速率计算装置4包括工业计算机控制系统;在工业计算机控制系统中输入测试所需参数,调整温控仪6,保证测试时的温度保持恒定40℃,树脂粘稠度μ为276/mPa.s,压强P为-96Kpa,待测纤维织物的纤维体积含量为0.53,待测纤维织物的面密度为1200g/cm2,待测纤维织物的纤维密度2.62g/cm3;
启动树脂注入装置2中的真空泵,以预定速率向注入通孔11内注入树脂,树脂沿着注入通孔11接触待测纤维织物最下层的下表面由下而上垂直开始浸透,当工业相机获取的图像为给定的浸透面积达到预设值时,传输给工业计算机控制系统,并获取此时的浸透时长t,并进行浸透速率FVP的计算:
其中,φ为待测纤维织物的孔隙率,h为待测纤维织物的厚度;
φ=1-纤维体积含量,h=面密度*铺设层数/纤维密度*纤维体积含量;
当九个给定的浸透面积去全部达到预设值时,工业相机分别获取图像,并传输给工业计算机控制系统,获取九个给定的浸透面积的浸透时长t,停止注入树脂,分别进行浸透速率FVP的计算并记录,将九个浸透速率的数值进行平均值计算,最终得出待测纤维物的浸透速率;
通过树脂注入装置2的真空泵,像注入通孔11内注入树脂,实现由下而上的垂直浸透功能,依靠工业相机获取待测纤维织物的浸透变化,并通过工业计算机控制系统进行浸透速率的计算,相对于目前采用的人工肉眼观察划线,秒表计时计算速率的方法,在测试精准性上是质的飞跃。
图1仅为示例性的玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统的说明,并不构成对本申请的限制。玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统包括:浸透台1;设置在浸透台1上的待测纤维织物;其中,待测纤维织物可以为单层,也可以为多层;
树脂注入装置2:用于根据浸透方式确定待测纤维织物的待测区域,以预定速率向待测区域内注入树脂;其中,树脂注入装置2中的树脂导流管分支可以为一个,也可以为多个;
已浸透区域的面积获取装置3:用于在给定时长后获取已浸透区域的面积或者根据待测区域内给定的浸透面积获取浸透时长;当选择水平浸透方式进行测时,在给定时长后获取已浸透区域的面积;当选择垂直浸透方式进行测时,根据待测区域内给定的浸透面积获取浸透时长;
浸透速率计算装置4:用于根据浸透方式,获取浸透速率;浸透方式包括水平浸透方式和垂直浸透方式;
当浸透方式为水平浸透方式时,根据给定时长,获取已浸透区域的面积获取浸透速率;当浸透方式为垂直浸透方式时,根据待测纤维物的待测区域预定的浸透面积获取的浸透时长、待测纤维织物的孔隙率、注入树脂的粘稠度以及实验所产生的压强差,获取浸透速率;
已浸透区域的面积获取装置3设置在浸透台1的上方;
浸透速率计算装置4与已浸透区域的面积获取装置3和树脂注入装置2信号连接。
当浸透方式为水平浸透方式时,树脂注入装置2与待检测纤维织物上表面的一端连接;
当浸透方式为垂直浸透方式时,浸透台1沿竖向设有多个注入通孔11,多个注入通孔11沿浸透台1台面呈斜线排列设置,每个注入通孔11的下端与树脂注入装置2连通设置,每个注入通孔11的上端与待检测纤维织物的下表面接触连接;其中,浸透台1上的注入通孔11可以设置一组,也可以设置多组;
当浸透方式为水平浸透方式时,确定待测纤维织物区域包括:纤维织物为单层/多层,确定待测纤维织物的位置以及纤维织物的面积,根据所确定的待测纤维织物的位置以及待测纤维物的面积确定待测区域;
当浸透方式为垂直浸透方式时,确定待测纤维物区域包括:确定注入树脂的位置、待测纤维织物的厚度以及纤维物的面积,根据所确定的注入树脂的位置、待测纤维织物的厚度以及纤维物的面积确定待测区域。
已浸透区域的面积获取装置3设置有多个,且均设置在浸透台1的支架梁上;其中,已浸透区域的面积获取装置3套设在浸透台1的支架梁上,但是此种仅为其中一个实施例,并不对本申请构成限制;
玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统还包括多个光源5;多个光源5与多个已浸透区域的面积获取装置3沿浸透台1上的支架梁依次间隔设置;在本申请的其中一个实施例中,光源5可以为长条形光源5,可以由工业计算机控制系统进行控制,也可以单独设置控制开关;
玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统还包括温控仪6,温控仪6安装于浸透台1上,温控仪6与浸透速率计算装置4电性连接;温控仪6通过工业计算机控制系统进行控制,保证测试时浸透台1台面的温度恒定,以免影响测试实验的数据;
玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统可以实现纤维织物平行浸透、垂直浸透测试的功能,并配备温控仪6加热浸透台1,设定浸透要求的温度。通过已浸透区域的面积获取装置3,更加直观的获取纤维织物的浸透效果,并通过浸透速率计算装置4对纤维织物的浸透效果进行分析,减小了人工肉眼观察划线的误差,提高了浸透速率的精准性,同时,浸透时长获取的误差范围也由30s-40s减小到2s-5s,使测试更为精准。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施,而这些变型方式都在本实用新型的保护范围之内。
需要说明的是,在本文中,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,并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,仅仅参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围,均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统,其特征在于,包括浸透台(1)、树脂注入装置(2)、已浸透区域的面积获取装置(3)以及浸透速率计算装置(4);
设置在所述浸透台(1)上的待测纤维织物;所述已浸透区域的面积获取装置(3)设置在所述浸透台(1)的上方;
所述浸透速率计算装置(4)与已浸透区域的面积获取装置(3)和所述树脂注入装置(2)信号连接;
所述树脂注入装置(2)与所述待测纤维织物连通。
2.如权利要求1所述的玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统,其特征在于,所述待测纤维织物的浸透方式包括水平浸透方式和垂直浸透方式。
3.如权利要求2所述的玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统,其特征在于,所述树脂注入装置(2)包括真空泵以及树脂导流管;
所述待测纤维织物的表面与所述树脂导流管的一端连通设置,所述树脂导流管的另一端与所述真空泵连接。
4.如权利要求3所述的玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统,其特征在于,当浸透方式为所述水平浸透方式时,所述树脂导流管的一端与所述待测纤维织物的上表面的一端连通;
当浸透方式为所述垂直浸透方式时,所述浸透台(1)沿竖向设有多个注入通孔(11),每个所述注入通孔(11)的下端与所述树脂导流管的一端连通,每个所述注入通孔(11)的上端与所述待测纤维织物的下表面接触连接。
5.如权利要求4所述的玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统,其特征在于,所述多个注入通孔(11)沿浸透台(1)面呈斜线排列设置。
6.如权利要求1所述的玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统,其特征在于,所述已浸透区域的面积获取装置(3)设置有多个,且均设置在所述浸透台(1)上的支架梁上。
7.如权利要求6所述的玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统,其特征在于,所述检测系统还包括多个光源(5);
所述多个光源(5)与多个所述已浸透区域的面积获取装置(3)沿所述浸透台(1)上的支架梁依次间隔设置。
8.如权利要求1所述的玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统,其特征在于,所述检测系统还包括温控仪(6),所述温控仪(6)安装于所述浸透台(1)上,所述温控仪(6)与所述浸透速率计算装置(4)电性连接。
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CN201921656010.5U CN211263087U (zh) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | 玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统 |
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CN201921656010.5U CN211263087U (zh) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | 玻璃纤维及碳纤维织物树脂浸润性能检测系统 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117007469A (zh) * | 2023-10-07 | 2023-11-07 | 福建路通管业科技股份有限公司 | 一种玻璃纤维浸润度检测方法 |
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2019
- 2019-09-30 CN CN201921656010.5U patent/CN211263087U/zh active Active
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117007469A (zh) * | 2023-10-07 | 2023-11-07 | 福建路通管业科技股份有限公司 | 一种玻璃纤维浸润度检测方法 |
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GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 314500 No.1, Guangyun South Road, Tongxiang Economic Development Zone, Jiaxing City, Zhejiang Province Patentee after: Zhejiang Zhenshi New Materials Co.,Ltd. Address before: 314500 No.1, Guangyun South Road, Tongxiang Economic Development Zone, Jiaxing City, Zhejiang Province Patentee before: Hengshi USA Wind Power Materials |
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