DE102020004200A1 - System for controlling irrigation systems, flow controller, spray sprinkler - Google Patents
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Abstract
Die herkömmlichen Bewässerungssysteme beruhen auf einer zentralen Steuereinheit, von welcher einzelne Kreisläufe angesteuert werden, an denen in der Regel mehrere Verbraucher angeschlossen sind. Dazu müssen jeweils Leitungen von der Steuereinheit (Ventilbox) zu den . einzelnen Kreisläufen verlegt werden, wodurch viel Material eingeplant und verlegt werden muss. Zudem ist eine individuelle Steuerung der Verbraucher ausgeschlossen, die Planung komplex und nachträgliche Erweiterungen nur bedingt möglich.Das Durchflusssteuergerät, verbaut in oder vor den Getriebe-/ Sprühregnern, ermöglicht zum einen eine individuelle und unabhängige Steuerung und spart Material, da somit alle Regner an einen zentralen Kreislauf angeschlossen werden können.Durch den Einsatz eines Wasserturbinengenerators kann nötige Energie gewonnen werden, welche zum Betrieb der Steuereinheit und Kommunikationseinheit genutzt wird, wodurch das Ventil gesteuert wird.Der Sprühregner weist durch den doppelten Dichtmechanismus eine höhere Dichtigkeit auf und es ist davon auszugehen, dass er somit langlebiger ist. Durch den einstellbaren Durchfluss, Radius und Reichweite ist der Sprühregner individueller einsetzbar.Das Durchflusssteuergerät wird zur Bewässerungssteuerung eingesetzt.Der Sprüregner wird zur Bewässerung eingesetzt.Conventional irrigation systems are based on a central control unit, from which individual circuits are controlled, to which several consumers are usually connected. To do this, lines from the control unit (valve box) to the . individual circuits are laid, which means that a lot of material has to be planned and laid. In addition, individual control of consumers is excluded, planning is complex and subsequent extensions are only possible to a limited extent can be connected to the central circuit. By using a water turbine generator, the necessary energy can be obtained, which is used to operate the control unit and communication unit, which controls the valve. The spray sprinkler has a higher level of tightness thanks to the double sealing mechanism and it can be assumed so it is more durable. The sprinkler can be used more individually thanks to the adjustable flow rate, radius and range. The flow control device is used to control irrigation. The sprinkler is used for irrigation.
Description
System zur Steuerung von Bewässerungssystemen, Durchflusssteuergerät zur Steuerung von Bewässerungsvorrichtungen im Außenbereich, zum unterirdischer Verbau, mit integrierter Energiegewinnung, Programmierbarkeit, drahtloser Kommunikation und zur Integration in Bewässerungsvorrichtungen.System for controlling irrigation systems, flow controller for controlling outdoor irrigation devices, for underground installation, with integrated energy harvesting, programmability, wireless communication and for integration with irrigation devices.
Stand der Technik:State of the art:
Bewässerungssysteme werden meist zentral von einer Ventilbox gesteuert, von welcher einzelne Kreisläufe, an denen mehrere Regner angeschlossen sind, abgehen. Die Regner in diesen Kreisläufen sind in Reihenschaltung und somit voneinander abhängig.Irrigation systems are usually controlled centrally by a valve box, from which individual circuits to which several sprinklers are connected lead off. The sprinklers in these circuits are connected in series and are therefore dependent on each other.
Problem:Problem:
Dies führt dazu, dass die einzelnen Regner innerhalb eines Kreislaufes nicht individuell gesteuert werden können und viel Material aufgewendet und verlegt werden muss. Zudem muss bei der Erstellung der Kreisläufe die zur Verfügung stehende Leistung des Wasseranschlusses berücksichtigt werden, um Kreisläufe nicht zu überlasten, wodurch die Planung eines Bewässerungssystems komplex wird. Außerdem müssen die herkömmlichen Steuereinheiten/ Ventile mit einer externen bzw. austauschbaren Stromquelle versorg werden, wodurch die Steuereinheit meist einen Stromanschluss in der Nähe benötigt, beziehungsweise auf einen regelmäßigen Akkuaustausch zur Instandhaltung angewiesen ist. Nachträgliche Änderungen und Ergänzungen sind nur mit viel Aufwand realisierbar.As a result, the individual sprinklers within a circuit cannot be controlled individually and a lot of material has to be used and laid. In addition, when creating the circuits, the available power of the water connection must be taken into account in order not to overload the circuits, which makes planning an irrigation system complex. In addition, the conventional control units/valves have to be supplied with an external or exchangeable power source, which means that the control unit usually requires a power connection nearby or has to regularly replace the battery for maintenance. Subsequent changes and additions can only be implemented with a great deal of effort.
Zielstellung:Goal:
Ziel des System zur Steuerung von Bewässerungssystemen mittels Durchflusssteuergerät an den Verbrauchern ist es, die individuelle Steuerung von Verbrauchern in einem zentralen Kreislauf zu ermöglichen, Material einzusparen, die Planung zu vereinfachen, die Steuerbarkeit zu erhöhen, nachträgliche Änderungen zu vereinfachen und einen Teil der zur Steuerung nötigen Energie intern zu generieren.The aim of the system for controlling irrigation systems using flow controllers on consumers is to enable individual control of consumers in a central circuit, to save material, to simplify planning, to increase controllability, to simplify subsequent changes and to be part of the control to generate the necessary energy internally.
Lösung:Solution:
Das System zur Steuerung von Bewässerungssystemen mittels Durchflusssteuergerät sieht vor, dass alle Verbraucher innerhalb eines Bewässerungssystems an eine zentrale wasserführende Leitung angeschlossen werden können und jeweils durch das im folgende beschriebene Durchflusssteuergerät gesteuert werden, beziehungsweise dieses in den Verbrauchern integriert wird. Das System sieht vor, dass das Durchflusssteuergerät, mit Sitz vor oder integriert in dem Verbraucher, an die wasserführende Leitung angeschlossen wird.The system for controlling irrigation systems using a flow control device provides that all consumers within an irrigation system can be connected to a central water-carrying line and are each controlled by the flow control device described below, or this is integrated into the consumers. The system provides that the flow control device, located in front of or integrated in the consumer, is connected to the water-carrying line.
Das Durchflusssteuergerät besteht hauptsächlich aus vier Komponenten. Einem Wasserturbinengenerator zur Energiegewinnung, einem Akku zur Energieversorgung, einem elektrisch steuerbaren Ventil zur Durchflussregulierung und einer Steuereinheit mit drahtloser Kommunikationseinheit zur Einstellung und zum Datenaustausch.The flow controller consists of four main components. A water turbine generator for power generation, a battery for power supply, an electrically controllable valve for flow regulation and a control unit with a wireless communication unit for setting and data exchange.
Das Durchflusssteuergerät ist so konzipiert, dass es direkt vor dem Verbraucher eingesetzt oder in den Verbraucher integriert werden kann.The flow control device is designed in such a way that it can be used directly in front of the consumer or integrated into the consumer.
Wenn das Durchflusssteuergerät beispielsweise vor oder in einen versenkbaren Getrieberegner/ einen versenkbaren Sprühregner integriert angeschlossen wird, sorgt diese Kombination dafür, dass die Oben genannten Zielstellungen erreicht werden.For example, if the Flow Controller is connected upstream of or integrated into a retractable rotor head/retractable sprinkler, this combination will ensure that the above objectives are met.
Erreichte Vorteile:Achieved Benefits:
Die Vorteile dieser Erfindung bestehen darin, dass durch den Einsatz von Durchflusssteuergeräten, integriert in oder mit Sitz vor den Verbrauchern, der Planungsaufwand eines Bewässerungssystems sinkt, weniger Leitungen/Kreisläufe eingeplant und verlegt werden müssen, der Energieverbrauch sinkt, nachträgliche Änderungen ohne großen Aufwand möglich sind, sowie der Instandhaltungsaufwand reduziert wird und die Einstellbarkeit/Steuerbarkeit erhöht beziehungsweise ermöglicht wird.The advantages of this invention are that the use of flow control devices, integrated in or located in front of the consumers, reduces the planning effort of an irrigation system, fewer lines/circuits have to be planned and laid, energy consumption decreases, subsequent changes are possible without great effort , and the maintenance effort is reduced and the adjustability/controllability is increased or made possible.
Beispiel: Es sollen zwei identische Gärten bewässert werden.Example: Two identical gardens are to be watered.
Zur Bewässerung des ersten Gartens soll ein herkömmliches Bewässerungssystem installiert werden. Zur Planung eines herkömmlichen Bewässerungssystems muss zunächst die zur Verfügung stehende Leistung der Wasserquelle bestimmt werden. Davon abhängig müssen dann die einzelnen Kreisläufe, gesteuert von einer zentrale Ventilbox, berechnet und verlegt werden. An diese Kreisläufe werden dann die Regner in einer Reihenschaltung angeschlossen. Somit müssen mehrere Leitungen für die einzelnen Kreisläufe verlegt werden, die Regner innerhalb eines Kreislaufes sind voneinander anhängig und die Energieversorgung der Ventilbox/Steuereinheit erfolgt durch einen Stromanschluss bzw. durch Akkus wodurch der Instandhaltungsaufwand steigt. Somit ergibt sich: die Planung ist Komplex , es müssen viele Leitungen verlegt werden, die Regner innerhalb eines Kreislaufes sind nicht individuell steuerbar, nachträgliche Veränderungen sind nur bedingt möglich und die Energieversorgung erfolgt durch eine externe Stromquelle bzw. durch Batterien.A conventional irrigation system is to be installed to water the first garden. To plan a conventional irrigation system, the available capacity of the water source must first be determined. Depending on this, the individual circuits, controlled by a central valve box, must then be calculated and laid. The sprinklers are then connected in series to these circuits. This means that several lines have to be laid for the individual circuits, the sprinklers within a circuit are dependent on one another and the valve box/control unit is supplied with energy via a power connection or batteries, which increases the maintenance effort. The result is: the planning is complex, many lines have to be laid, the sprinklers within a circuit cannot be controlled individually, subsequent changes are only possible to a limited extent and the energy supply is provided by an external power source or by batteries.
Der identische zweite Garten soll durch das durch Durchflusssteuergeräte gesteuerte Bewässerungssystem bewässert werden.The identical second garden is to be irrigated by the irrigation system controlled by flow controllers.
Ein Bewässerungssystem, gesteuert durch Durchflusssteuergeräte (integriert in die Regner), erübrigt die meisten Arbeitsschritte und bietet weitere Vorteile. Die Leistung der Wasserquelle muss lediglich einmalig gemessen werden. Dann muss nur eine Leitung verlegt werden, an welche beliebig viele Verbraucher angeschlossen werden können und zuletzt müssen die Regner mit integriertem Durchflusssteuergerät eingesetzt werden.An irrigation system controlled by flow controllers (integrated into the sprinklers) eliminates most of the steps and offers other advantages. The performance of the water source only needs to be measured once. Then only one line has to be laid to which any number of consumers can be connected and finally the sprinklers with integrated flow control device have to be used.
Somit erübrigt sich ein Großteil der Planung, die benötigten Leitungen (Materialien) werden auf ein Minimum reduziert und die individuelle Steuerbarkeit der Regner wird erhöht bzw. ermöglicht. Zudem reduziert sich der Instandhaltungsaufwand und der Energieverbrauch. Eine nachträglich Erweiterung des Systems wird ebenfalls erleichtert möglich.This means that a large part of the planning is no longer necessary, the required lines (materials) are reduced to a minimum and the individual controllability of the sprinklers is increased or made possible. In addition, the maintenance effort and energy consumption are reduced. Subsequent expansion of the system is also made easier.
Sprühregnersprinkler
Beschreibung:Description:
Bewässerungsvorrichtung zur gleichmäßigen Bewässerung kleinerer Flächen zur unterirdischen Installation mit Radius, Reichweite und Durchfluss Einstellung und mit Dichtmechanismus.Irrigation device for even watering of smaller areas for underground installation with radius, reach and flow adjustment and with sealing mechanism.
Stand der Technik:State of the art:
Herkömmliche Sprinkler (Versenkregner) sind im Radius und minimal in der Reichweite, durch Austausch der Düse, regulierbar. Sie fahren sich durch den Wasserdruck hoch und werden durch den Wasserdruck in betrieb gehalten.Conventional sprinklers (pop-up sprinklers) are adjustable in radius and minimal in range by changing the nozzle. They are raised by the water pressure and are kept in operation by the water pressure.
Problem:Problem:
Dadurch, dass die Reichweite nur durch austauschen der Düsen regulierbar ist, kann diese nur bedingt verändert werden, wodurch der Versenkregner nur bedingt anpassungsfähig ist oder spezielle Düsen eingesetzt werden müssen. Zudem sind herkömmliche Versenkregner so konzipiert, dass der Wasserdruck genutzt wird, um den Regner auf Betriebshöhe zu drücken und zu halten. Um dies zu ermöglichen, wird eine Führung am oberen Ende des Druckbehälters genutzt, welche zum einen als Führung genutzt wird und zum Anderen als Dichtung.Since the range can only be regulated by changing the nozzles, it can only be changed to a limited extent, which means that the pop-up sprinkler is only conditionally adaptable or special nozzles have to be used. In addition, traditional pop-up sprinklers are designed to use water pressure to push and hold the sprinkler at operating height. To make this possible, a guide is used at the upper end of the pressure vessel, which is used as a guide on the one hand and as a seal on the other.
Durch den Betrieb und äußere Einflüsse kommt es schnell zu Abnutzungsspuren an dieser Führung, was letztendlich die dichtende Funktion beeinträchtigt und schlussendlich zum Ausfall des Sprinklers führ.The operation and external influences quickly lead to signs of wear on this guide, which ultimately impairs the sealing function and ultimately leads to the failure of the sprinkler.
Zielstellung:Goal:
Ein Sprinkler konzipieren, welcher im Durchfluss, Radius und in der Reichweite regulierbar ist und über einen Dichtmechanismus verfügt, sodass dieser präziser Eingestellt werden kann und eine hohe und zuverlässige Dichtigkeit aufweist.Design a sprinkler that is adjustable in flow, radius and range and has a sealing mechanism so that it can be adjusted more precisely and has a high and reliable tightness.
Lösung:Solution:
Ein Sprinkler, welcher über eine Einstellschraube, integriert in die Teleskopstange, den Durchfluss reguliert, über einen mittig im Druckbehälter verbauten Dichtmechanismus verfügt und eine fest integrierte Düse verfügt.A sprinkler that regulates the flow via an adjusting screw integrated into the telescopic rod, has a sealing mechanism installed in the middle of the pressure vessel and has a permanently integrated nozzle.
Durch einen mittig im Druckbehälter verbauten Dichtmechanismus wird die Dichtung zum einen vor äußeren Einflüssen geschützt und muss die Teleskopstange nicht als Führung führen, wodurch die Beanspruchung und somit die Abnutzung reduziert wird.A sealing mechanism installed in the middle of the pressure vessel protects the seal from external influences and does not have to use the telescopic rod as a guide, which reduces stress and wear.
Durch eine Einstellschraube in der Teleskopstange kann der Durchfluss reguliert werden und somit auch die Reichweite des Sprühregners.The flow rate and thus the range of the sprinkler can be regulated with an adjusting screw in the telescopic rod.
Die Radiusregulierung erfolgt durch den am oberen Ende der Teleskopstange fest integriertem Düsenkopf.The radius is regulated by the nozzle head that is firmly integrated at the upper end of the telescopic rod.
Erreichte Vorteile:Achieved Benefits:
Dadurch, dass der Durchfluss, der Radius und die Reichweite regulierbar sind, kann der Sprühregner vielfältig eingesetzt werden und ist individuell einstellbar.Because the flow, the radius and the range can be regulated, the spray sprinkler can be used in a variety of ways and can be individually adjusted.
Zudem wird durch den Dichtmechanismus eine zuverlässige Dichtigkeit erwartet, sodass eine längere Lebensdauer ermöglicht wird.In addition, a reliable seal is expected from the sealing mechanism, so that a longer service life is made possible.
Erläuterung zu den ZeichnungenExplanation of the drawings
Zeichnung 1: Durchflusssteuergerät mit EnergiegewinnungDrawing 1: Flow control device with energy harvesting
Das Durchflusssteuergerät steuert den Durchfluss mit unterirdischem Sitz vor dem Verbraucher (Bewässerungsvorrichtungen aller Art). Zunächst fließt das Wasser durch einen Filter und dann durch einen Wasserturbinengenerator um Energie zu gewinnen, die zur Versorgung der Steuereinheit, der Kommunikationseinheit und zum Öffnen/Schließen des Ventils genutzt wird. Der integrierte Akku unterstützt dieses Prozedere.The flow controller controls the flow with underground seat in front of the consumer (irrigation devices of all kinds). First, the water flows through a filter and then through a water turbine generator to generate energy that is used to power the control unit, communication unit and open/close the valve. The integrated battery supports this procedure.
Abhängig von der Stellung des Ventils wird der Durchfluss ermöglicht oder gestoppt.The flow is enabled or stopped depending on the position of the valve.
Die Steuereinheit steuert das Ventil und somit den Durchfluss nach eingegebenen Vorgaben. Eingaben erfolgen durch das Kommunikationsmodul.The control unit controls the valve and thus the flow rate according to entered specifications. Entries are made via the communication module.
Zeichnung 2: Durchflusssteuergerät im Getrieberegner mit EnergiegewinnungDrawing 2: Flow control device in the geared sprinkler with energy generation
Das Durchflusssteuergerät steuert den Durchfluss mit unterirdischem Sitz im Getrieberegner.The flow controller controls the underground seated flow in the rotor.
Das Durchflusssteuergerät und der Getrieberegner stellen ein Objekt dar. Die Funktionsweise bleibt wie beschrieben (zu Zeichnung 1) gleich.The flow control device and the geared sprinkler represent one object. The functionality remains the same as described (to drawing 1).
Der Getrieberegner führt die Bewässerung aus, welche vom Durchflusssteuergerät gesteuert wird.The rotor sprinkler performs the irrigation, which is controlled by the flow controller.
Zeichnung 3: Durchflusssteuergerät im Sprühregner mit EnergiegewinnungDrawing 3: Flow control device in sprinkler with energy harvesting
Das Durchflusssteuergerät steuert den Durchfluss mit unterirdischem Sitz im Sprühregner.The flow controller controls the flow with a buried seat in the sprinkler.
Das Durchflusssteuergerät und der Sprühregner stellen ein Objekt dar. Die Funktionsweise bleibt wie beschrieben (zu Zeichnung 1) gleich.The flow control device and the spray sprinkler represent one object. The functionality remains the same as described (to drawing 1).
Der Sprühregner führt die Bewässerung aus, welche vom Durchflusssteuergerät gesteuert wird. Der Sprühregner wird folgend unter dem Punkt „Zeichnung 6“ genauer dargestellt.The sprinkler performs irrigation, which is controlled by the flow controller. The spray sprinkler is shown in more detail under "Drawing 6".
Zeichnung 4: Durchflusssteuergerät im Getrieberegner (ohne Energiegewinnung)Drawing 4: Flow control device in the geared sprinkler (without energy generation)
Das Durchflusssteuergerät steuert den Durchfluss mit unterirdischem Sitz im Getrieberegner.The flow controller controls the underground seated flow in the rotor.
Das Durchflusssteuergerät und der Getrieberegner stellen ein Objekt dar. Die Funktionsweise bleibt wie beschrieben (zu Zeichnung 1 & 2) ähnlich, lediglich die Energieversorgung erfolgt nun durch eine Batterie und der Wasserturbinengenerator entfällt.The flow control device and the geared sprinkler represent one object. The functionality remains similar to that described (on drawing 1 & 2), only the power supply is now provided by a battery and the water turbine generator is omitted.
Der Getrieberegner führt die Bewässerung aus, welche vom Durchflusssteuergerät gesteuert wird.The rotor sprinkler performs the irrigation, which is controlled by the flow controller.
Zeichnung 5: Durchflusssteuergerät im Sprühregner (ohne Energiegewinnung)Drawing 5: Flow control device in sprinkler (without energy generation)
Das Durchflusssteuergerät steuert den Durchfluss mit unterirdischem Sitz im Sprühregner.The flow controller controls the flow with a buried seat in the sprinkler.
Das Durchflusssteuergerät und der Sprühregner stellen ein Objekt dar. Die Funktionsweise bleibt wie beschrieben (zu Zeichnung 1 & 3) ähnlich, lediglich die Energieversorgung erfolgt nun durch eine Batterie und der Wasserturbinengenerator entfällt.The flow control device and the spray sprinkler represent one object. The functionality remains similar to that described (on drawing 1 & 3), only the power supply is now provided by a battery and the water turbine generator is omitted.
Der Sprühregner führt die Bewässerung aus, welche vom Durchflusssteuergerät gesteuert wird. Der Sprühregner wird folgend unter dem Punkt „Zeichnung 6“ genauer dargestellt.The sprinkler performs irrigation, which is controlled by the flow controller. The spray sprinkler is shown in more detail under "Drawing 6".
Zeichnung 6: SprühregnerDrawing 6: Sprinkler
Zeichnung 6 stellt einen Sprühregner mit mittig platziertem Dichtmechanismus, einer in der Teleskopstange verbauten Stellschraube zur Durchflussregulierung und einer fest integrierten Düse am oberen Ende der Teleskopstange dar.Drawing 6 shows a spray sprinkler with a centrally placed sealing mechanism, an adjusting screw built into the telescopic rod for flow regulation and a permanently integrated nozzle at the upper end of the telescopic rod.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Wasseranschlusswater connection
- 22
- Wasserturbinengeneratorwater turbine generator
- 33
- VentilValve
- 44
- Regnersprinkler
- 55
- Druckbehälterpressure vessel
- 66
- Getrieberegner/SprühregnerRotors/Sprays
- 77
- Abdeckung Schalter und AkkuCover switch and battery
- 88th
- Kommunikationsschalter (Aktivierung)Communication switch (activation)
- 99
- Akku/Batteriebattery
- 1010
- Kommunikationsmodul (Sender/ Empfänger)Communication module (transmitter/receiver)
- 1111
- Kabelschachtcable duct
- 1212
- Steuereinheitcontrol unit
- 1313
- Gehäusecasing
- 1414
- Reichweitenregulierungrange regulation
- 1515
- Winkelregulierungangle regulation
- 1616
- Federfeather
- 1717
- Düsejet
- 1818
- Filterfilter
- 1919
- Druckbehälterpressure vessel
- 2020
- Düsejet
- 2121
- Durchflussregulierungflow regulation
- 2222
- Telekopstangetelescopic rod
- 2323
- Hubhöhelifting height
- 2424
- Dichtungpoetry
- 2525
- Führungguide
- 2626
- Positionierungsringpositioning ring
- 2727
- Anschlussgewindeconnection thread
- 2828
- Anschlagattack
- 2929
- Deckel/AbdeckungLid/Cover
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020004200.7A DE102020004200A1 (en) | 2020-07-11 | 2020-07-11 | System for controlling irrigation systems, flow controller, spray sprinkler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020004200.7A DE102020004200A1 (en) | 2020-07-11 | 2020-07-11 | System for controlling irrigation systems, flow controller, spray sprinkler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020004200A1 true DE102020004200A1 (en) | 2022-01-13 |
Family
ID=79020166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020004200.7A Ceased DE102020004200A1 (en) | 2020-07-11 | 2020-07-11 | System for controlling irrigation systems, flow controller, spray sprinkler |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE102020004200A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB2034162A (en) | 1978-11-17 | 1980-06-04 | Rosenqvists Mek Verk | Irrigation device |
WO2007065680A1 (en) | 2005-12-09 | 2007-06-14 | Gardena Manufacturing Gmbh | Sprinkling apparatus |
WO2015157844A1 (en) | 2014-04-14 | 2015-10-22 | COTE, Kristy | Sprinkler apparatus and system for irrigation |
-
2020
- 2020-07-11 DE DE102020004200.7A patent/DE102020004200A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |