DE2607384A1 - Submersible vertical centrifugal pump - has blades within cylindrical rotor with circular outer cross section - Google Patents
Submersible vertical centrifugal pump - has blades within cylindrical rotor with circular outer cross sectionInfo
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Abstract
Description
dr. ing. HEINRICH GEITZ Patentanwalt 7500 Karlsruhe ι. postfach 2708dr. ing. HEINRICH GEITZ patent attorney 7500 Karlsruhe ι. P.O. Box 2708
76970/7176970/71
Anmelder: Karl LutzApplicant: Karl Lutz
698O Wertheim / Main 2698O Wertheim / Main 2
Erlenstraße 5-7Erlenstrasse 5-7
Kreiselpumpe, insbesondere TauchpumpeCentrifugal pump, especially submersible pump
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiselpumpe, insbesondere eine Tauchpumpe, mit einem im wesentlichen axial gerichtete Zu- und Abströmkanäle aufweisenden Gehäuse und einem in diesem drehbar aufgenommenen Laufrad, das auf dem Ende einer sich abströmseitig axial durch das Gehäuse hindurcherstreckenden Antriebswelle fliegend befestigt und mit Pörderschaufeln versehen ist, die stetig gekrümmte, in Strömungsrichtung sich in Bereiche größerer Laufraddurchmesser erstreckende Strömungskanäle bilden.The invention relates to a centrifugal pump, in particular a submersible pump, with a substantially axially directed Inflow and outflow channels having housing and an impeller rotatably received in this, which on the end of a On the outflow side, the drive shaft axially extending through the housing is cantilevered and has conveyor blades is provided, the steadily curved, extending in the flow direction in areas of larger impeller diameters Form flow channels.
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Tauchpumpen kommen vornehmlich als sogenannte Faß- oder Behälterpumpen zum Umschlagen bzw. Abfüllen der verschiedenartigsten Flüssigkeiten aus Großbehältern in handliche Kanister zum Einsatz, aber auch für viele andere Zwecke, so z.B. als Abwasserpumpen. Submersible pumps come primarily as so-called barrel or container pumps for transferring or filling a wide variety of liquids from large containers into handy canisters for Use, but also for many other purposes, e.g. as sewage pumps.
Bei derartigen Pumpen besteht das Problem, den Bedürfnissen der verschiedenartigsten Einsatzfälle entsprechend einerseits ausreichende Förderleistungen in Bezug auf Förderhöhe und Fördermenge sicherzustellen, andererseits jedoch auch die Abmessungen der Pumpenaggregate in den durch die öffnungen in üblichen Transportbehältern vorgegebenen Grenzen zu halten.The problem with pumps of this type is, on the one hand, sufficient to meet the needs of the most varied of applications To ensure delivery rates in terms of delivery head and delivery rate, but also the dimensions of the pump units within the limits specified by the openings in the usual transport containers.
Angesichts dieser, einander entgegenstehenden Forderungen entwickelte der Stand der Technik Tauchpumpen mit Pumpenaggregaten in Propellerbauart, die als klassische Einstufenschnelläufer innerhalb des Tauchrohrs im Bereich des unteren Tauchrohrendes angeordnet sind. Derartige Propellerläufer bauen hinsichtlich ihrer radialen Ausdehnungen klein und erfordern daher keine Querschnittserweiterungen der Tauchrohre. Sie haben jedoch angesichts der Tatsache, daß die vom Pumpenlaufrad auf die Flüssigkeit übertragene Energie nahezu ausschließlich als Strömungsenergie in Erscheinung tritt, denkbar schlechte Wirkungsgrade und nur geringe Förderleistungen. Vor allem dieDeveloped in the face of these conflicting demands the state of the art submersible pumps with pump units in propeller design, which are used as classic single-stage high-speed runners are arranged within the immersion tube in the area of the lower end of the immersion tube. Such propeller runners build in terms of their radial dimensions are small and therefore do not require any widening of the cross section of the immersion tubes. However, you have in view of the fact that the energy transferred from the pump impeller to the liquid is almost exclusively as Flow energy occurs, extremely poor efficiency levels and only low delivery rates. Especially the
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erzielbaren Förderhöhen sind begrenzt und mit zunehmenden Förderhöhen fallen die verwirklichbaren Fördermengen stark ab.The achievable delivery heads are limited and the realizable delivery rates drop sharply with increasing delivery heads.
Um der Forderung nach größeren Förderhöhen zu genügen, sind bei derartigen Pumpen auch schon Läufer in Form von Radialrädern eingesetzt worden. Eine derartige Pumpe ist im DT-Gebrauchsmuster 7 120 427 beschrieben. Radialräder erfordern zwar eine radiale Ausdehnung der Pumpengehäuse über die üblichen Durchmesser der bei derartigen Pumpen als Steigleitungen ausgebildeten Tauchrohre, wodurch die Einsetzbarkeit dieser Pumpen eingeschränkt wird, jedoch mußte dies in Kauf genommen werden, da mit den bei derartigen Pumpen einsetzbaren Mitteln auf andere Weise die erforderlichen Förderhöhen nicht verwirklichbar waren.In order to meet the requirement for greater delivery heads, such pumps also have rotors in the form of radial gears been used. Such a pump is described in DT utility model 7 120 427. Radial gears do require a radial expansion of the pump housing over the usual diameter of the riser pipes in such pumps Immersion tubes, which limits the usability of these pumps, but this had to be accepted because the means that can be used in such pumps cannot achieve the required delivery heads in any other way was.
Es ist auch schon eine Kreiselpumpe dieser Art mit einem zur Zuströmseite hin kugelig gestalteten Laufrad bekannt geworden (US-PS 1 981 991), bei der die Außenkanten der Förderschaufeln auf einer gedachten Kugelschale mit Mittelpunkt auf der Umlaufachse des Laufrades liegen.A centrifugal pump of this type with an impeller that is spherical towards the inflow side has also become known (US-PS 1 981 991), in which the outer edges of the conveyor blades on an imaginary spherical shell with a center on the axis of rotation of the impeller.
Kennzeichnend für diese, mit Radialrädern ausgerüsteten Pumpen ist, daß die Förderschaufeln stetig gekrümmte Strömungskanäle bilden, die sich in Strömungsrichtung in Bereiche größererA characteristic of these pumps, which are equipped with radial impellers, is that the conveyor blades have continuously curved flow channels form, which are larger in the direction of flow in areas
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Laufraddurchmesser erstrecken und in radialer Hinsicht einerseits von der Oberfläche des Laufrades zwischen den Förderschaufeln und andererseits von dem der Außenkontur der Laufradförderschaufeln angepaßten Gehäuse begrenzt sind. Unbefriedigend bei dieser Pumpenbauweise erscheint, daß das fliegend auf einer sich abströmseitig durch das Pumpengehäuse hindurcherstreckenden Antriebswelle befestigte Laufrad entweder sehr genau unter Ausbildung nur geringer Spalte zwischen dem Gehäuse und den Schaufelstirnkanten eingepaßt oder aber bei größeren Spaltweiten im genannten Bereich schlechte Wirkungsgrade in Kauf genommen werden müssen. Im Falle einer genauen Einpassung des Laufrades, also unter Ausbildung minimaler Spalte zwischen dem die Strömungskanäle in radialer flinsicht begrenzenden Gehäuse und den Schaufelstirnkanten, besteht die Gefahr, daß schon bei geringfügigen Verschiebungen der Antriebswelle die Schaufeln am Gehäuse anschlagen, was naturgemäß zur Zerstörung der Pumpe führen kann.Impeller diameter extend and in radial terms on the one hand from the surface of the impeller between the conveyor blades and on the other hand, are limited by the housing which is adapted to the outer contour of the impeller conveyor blades. Unsatisfactory With this type of pump construction it appears that the cantilevered one extends through the pump housing on the outflow side Drive shaft attached impeller either very precisely with the formation of only small gaps between the housing and fitted to the front edges of the blade or, in the case of larger gap widths in the range mentioned, poor efficiencies in Purchase must be made. In the case of an exact fit of the impeller, i.e. with the formation of minimal gaps between the housing delimiting the flow channels in a radial, horizontal view and the front edges of the shovel, there is a risk that even with slight displacements of the drive shaft the Hit the blades on the housing, which can naturally lead to the destruction of the pump.
Die Gefahr des Anschlagens der Laufradschaufeln an das Gehäuse ist insbesondere dann gegeben, wenn die Pumpenwerkstoffe unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, und die Antriebswellen lang sind. Bei einer aus Polypropylen hergestellten Kunststoffpumpe mit Edelstahlwelle konnten infolge auftretender Temperaturschwankungen axiale Verschiebungen zwischen Gehäuse und Laufrad um ca. 15 mm gemessen werden. Dies beruht darauf,The risk of the impeller blades hitting the housing is particularly given when the pump materials are different Have expansion coefficients, and the drive shafts are long. With one made of polypropylene Plastic pump with stainless steel shaft could occur as a result of Temperature fluctuations axial displacements between housing and impeller of approx. 15 mm can be measured. This is based on
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daß Polypropylen einen etwa zehnmal höheren Ausdehnungskoeffizienten als Stahl hat.that polypropylene has an approximately ten times higher coefficient of expansion than steel has.
Ziel der Erfindung ist es, eine von den den Stand der Technik kennzeichnenden Mangeln freie Kreiselpumpe der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der insbesondere die Gefahr des Anschlagens der Schaufeln am Gehäuse und die dadurch bedingte Pumpenzerstörung unterbunden sind.The aim of the invention is to provide a centrifugal pump of the type described at the outset that is free from the defects that characterize the prior art Art to create in which in particular the risk of the blades hitting the housing and the resulting Pump destruction are prevented.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Laufrad ein mit innenliegenden Strömungskanälen, die in radialer Hinsicht von einem Laufrad-Außenteil begrenzt sind, versehener Rotor und unter Ausbildung eines Ringspaltes gegenüber dem Gehäuse in letzterem axial verschiebbar aufgenommen ist. Eine zweckmäßige Ausfuhrungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der das Laufrad bildende Rotor eine zylindrische Mantelfläche aufweist und daß der das Laufrad aufnehmende Gehäuse ab schnitt ebenfalls zylindrisch gestaltet ist, wobei sich die zylindrischen Gehäusewandungen auf der Zu- und Abströmseite des Laufrades axial über dieses hinauserstrecken.This object is achieved according to the invention in that the impeller one with internal flow channels that are radially delimited by an outer part of the impeller Rotor and is received axially displaceably in the latter with the formation of an annular gap relative to the housing. One expedient embodiment of the invention is characterized in that that the rotor forming the impeller has a cylindrical outer surface and that the housing receiving the impeller from section is also designed cylindrically, with the cylindrical housing walls on the inflow and outflow side of the impeller extend axially beyond this.
Bei der Erfindung kommt es mithin darauf an, das Laufrad so auszubilden und innerhalb des Gehäuses anzuordnen, daß innerhalb vorgegebener Grenzen auftretende Axialverschiebungen desIn the invention, it is therefore important to design the impeller and to arrange it within the housing that within Axial displacements of the specified limits
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Laufrades gegenüber dem Gehäuse keine nachteiligen Wirkungen hervorrufen können. Derartige axiale Abweichungen gegenüber einer Sollage können auf ungenauer Montage,oder auf Maßtoleranzen, insbesondere aber auf Temperatureinflüssen beruhen, wie sie unvermeidbar beim Betrieb derartiger Pumpen auftreten können.Impeller cannot cause any adverse effects compared to the housing. Such axial deviations compared to a target position can be due to imprecise assembly, or to dimensional tolerances, in particular, however, are based on temperature influences, as they are unavoidable when operating such pumps may occur.
Das Laufrad kann in einem Stück gefertigt sein oder - in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung - aus einem Nabenteil mit angeformten Porderschaufeln und einem Außenteil bestehen, der auf die radialen Stirnkanten der Schaufeln aufgesetzt und mit diesen fest verbunden ist, beispielsweise bei einem aus Kunststoff gefertigten Laufrad mittels Reibschweißung.The impeller can be manufactured in one piece or - in an expedient embodiment of the invention - from a hub part with molded Porderschaufeln and an outer part exist, which on the radial front edges of the blades is placed and firmly connected to these, for example by means of an impeller made of plastic Friction welding.
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Eine vorteilhafte Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die Strömungskanäle des Laufrades auf der Zus.trömseite aus dem Bereich der Laufradnabe annähernd radial erstrecken und auf der Abströmseite nahezu axial gerichtet auf dem Laufradkörper austreten, so daß angesichts dieser Führung der otrömungskanäle im Laufrad eine weitgehend verlustlose Flüssigkeitströmung im Laufrad verwirklicht ist.An advantageous embodiment of the centrifugal pump according to the invention is characterized in that the flow channels of the impeller on the supply side from the area of the impeller hub extend approximately radially and exit almost axially directed on the outflow side on the impeller body, so that In view of this guidance of the otrömungskanäle in the impeller, a largely lossless flow of liquid is achieved in the impeller is.
Eine Ausführungsform der Erfindung soll nachstehend in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung erläutert werden.An embodiment of the invention is described below in connection will be explained with the accompanying drawing.
Bei der Zeichnung handelt es sich um einen Axialbchnitt durch das Pumpenaggregat 10 einer im übrigen nicht weiter dargestellten Tauchpumpe, deren als Abströmleitung dienendes Tauchrohr 11 sich vom Pumpenaggregat abströmseitig forterstreckt. Das Pumpengehäuse 12 besteht aus einem an das untere Ende des Tauchrohrs 11 fest angeschlossenen, annähernd konischen Gehäuseteil 13 und einem Gehäuseunterteil 14, der in einer etwa rechtwinklig zur Tauchrohrlängserstreckung verlaufenden Verbindungsebene mit dem Gehäuseteil 13 mittels Verschraubung 15 verbunden ist.The drawing is an axial section through the pump unit 10 of an otherwise not shown Submersible pump, the immersion pipe of which serves as a discharge line 11 extends downstream from the pump set. The pump housing 12 consists of a to the lower end of the Immersion tube 11 firmly connected, approximately conical housing part 13 and a lower housing part 14, which is in a Connection plane running approximately at right angles to the longitudinal extension of the immersion tube with the housing part 13 by means of a screw connection 15 is connected.
Bei dem Gehäuseunterteil 14 handelt es sich um ein· . von zylindrischen Wandungen begrenztes, topfartiges Bauteil, dasThe lower housing part 14 is a ·. from cylindrical walls bounded, pot-like component that
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nach unten durch eine im übrigen hier nicht weiter interessierende Abdeckung 16 abgeschlossen ist, durch die sich eine zentrale Ausnehmung 17 hindurcherstreckt, die einen axia.l gerichteten Zuströmkanal bildet. Im übrigen ist der sich nach unten forterstreckende Abschnitt des Gehäuseunterteils 14 mit einem sich axial vom Gehäuse forterstreckenden Siebrohr 18 verbunden, das im übrigen jedoch hier gleichfalls nicht interessiert.downwards by one which is not of further interest here Cover 16 is complete, through which a central recess 17 extends, which is directed axia.l Inflow channel forms. In addition, the downward extending portion of the lower housing part 14 with a axially connected from the housing forterstreckenden sieve tube 18, the otherwise, however, also not interested here.
In dem zylindrisch gestalteten Innenraum 19 des Gehäuseunterteils 14 ist das in seiner Gesamtheit mit 20 bezeichnete Laufrad des Pumpenaggregates so aufgenommen, daß die zylindrischen Gehäuseteilwandungen sich axial über die zu- und abströmseitigen Begrenzungen des Laufrades hinauserstrecken.In the cylindrical interior 19 of the lower housing part 14 is the impeller designated in its entirety by 20 of the pump unit added so that the cylindrical Housing part walls extend axially beyond the inflow and outflow boundaries of the impeller.
Bei dem Pumpenlaufrad 20 handelt es sich um einen zylindrischen Rotor, der auf einer sich abströmseitig durch das Gehäuse 12 hindurcherstreckenden und in hier nicht weiter interessierender V.eise drehbar gelagerten AntriebsweHe 21 fliegend befestigt ist. Die Lagerung und Abdichtung der Antriebswelle 21 ist im Bereich eines von der Verbindungsfuge zwischen den beiden Gehäseteilen 13, 14 in den konisch gestalteten, mit dem Tauchrohr verbundenen Gehäuseteil 13 eingeschobenen Leitgitters 22 angeordnet. Aufgenommen ist der sich über die genannte Verbindungsebene zwischen den Gehäuseteilen hinauserstreckende Stumpf der AntriebswelleThe pump impeller 20 is a cylindrical rotor which extends on an outflow side through the housing 12 extending therethrough and in a non-interesting manner, rotatably mounted drive shaft 21 is overhung. The mounting and sealing of the drive shaft 21 is in the area of one of the connecting joint between the two housing parts 13, 14 in the conically shaped, connected to the immersion tube Housing part 13 inserted guide grille 22 is arranged. Recorded is the stub of the drive shaft that extends beyond said connecting plane between the housing parts
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in einer im Laufrad 20 eingebetteten Hülse 23 und die drehfeste Verbindung vermittelt ein Stift 24, der sich im Bereich eines nach rückwärts vom Laufrad forterstreckenden Nabenabschnittes 25 durch letzteren, die Hülse 23 und eine entsprechende muerbohrung in der Antriebswelle 21 hindurcherstreckt.in a sleeve 23 embedded in the impeller 20 and the non-rotatable connection is provided by a pin 24, which is located in the area of a hub section 25 extending backwards from the impeller through the latter, the sleeve 23 and a corresponding muerbore in the drive shaft 21 extends therethrough.
bei dem Laufrad 20 handelt es sich um einen im wesentlichen zylindrischen Rotor mit innenliegenden Strömungskanälen 26, die zuströmseitig im Nabenbereich beginnen und etwa radial gerichtet sind, hingegen auf der Abströmseite annähernd axial aus dem Laufradkörper austreten, wie die Pfeile 27 andeuten. Das Laufrad besteht aus einem Nabenkörper 28 mit annähernd kugeliger Oberfläche 29 und aus dieser herauswachsenden Förderschaufein 30 sowie einem Laufrad-Außenteil 31a der die Strömungskanäle in radialer Hinsicht nach außen begrenzt und mit den vom Nabenteil 2 8 entfernten Stirnkanten der Pörderschaufein 30 verbunden ist, Z.B. mittels Reibschweißung. Bei der veranschaulichten Ausführungsform handelt es sich um ein Laufrad in Kunststoffausführung. The impeller 20 is an essentially cylindrical rotor with internal flow channels 26, which begin on the inflow side in the hub area and are directed approximately radially, but emerge approximately axially from the impeller body on the outflow side, as the arrows 27 indicate. The wheel consists of a hub body 28 having an approximately spherical surface 29 and out of monitored conveying show fine 30, and is an outer wheel portion 31 a of the associated flow channels in the radial respect, outwardly limited and with the removed from the hub part 2 8 end edges of the Pörderschaufein 30, ZB by means of friction welding. The illustrated embodiment is a plastic impeller.
In der Zeichnung ist ersichtlich, daß die den zylindrischen Aufnahmeraum 19 des Gehäuseunterteils begrenzenden Wandungen sich zu- und abströmseitig über den das Laufrad 20 bildenden zylindrischen Rotorkörper hinauserstrecken. Das Laufrad, dasIn the drawing it can be seen that the cylindrical receiving space 19 of the lower housing part delimiting walls on the inflow and outflow side via the cylindrical which forms the impeller 20 Extend the rotor body. The impeller that
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dreh- und axialfest mit der Antriebswelle 21 verbunden ist, ist mitnin innerhalb der vorgegebenen baulichen Grenzen im Gehäuse-unterteil 14 axial verschiebbar. Die Pumpenfunktion erfährt mithin keinerlei Beeinträchtigung, wenn das Laufrad gegenüber der dargestellten Lage axial verschoben ist. Derartige Axialverlagerungen können infolge unvermeidbarer Maßtoleranzen, infolge Einbaufehler oder auch durch temperaturbedingte Dehnungen der Antriebswelie auftreten. Unabhängig von einer axialen Verschiebung des Laufrades bleibt der konstruktiv vorgegebene Spalt zwischen der Mantelfläche des Laufrad-Außenteils und der Innenwandung des Gehäuseunterteils 14 unverändert. Mitnin haben Lageveränderungen des Laufrades, gleichgültig aus welchen Gründen, auch keinerlei Einfluß auf die Förderleistung und Wirkungsgrade einer derartigen Pumpe.is rotatably and axially connected to the drive shaft 21, is mitnin within the specified structural limits in the lower part of the housing 14 axially displaceable. The pump function is therefore not impaired when the impeller is opposite the position shown is axially displaced. Such axial displacements can be due to unavoidable dimensional tolerances, as a result Installation errors or temperature-related expansions of the drive shaft occur. Independent of an axial shift of the impeller, the structurally specified gap between the outer surface of the impeller and the Inner wall of the lower housing part 14 unchanged. Mitnin have changes in the position of the impeller, regardless of which Reasons, also no influence on the delivery rate and efficiency of such a pump.
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Claims (6)
dadurch gekennzeichnet,1. Centrifugal pump, in particular submersible pump, with a housing having essentially axially directed inflow and outflow channels and an impeller rotatably received in this, which is overhung on the end of a drive shaft extending axially through the housing on the outflow side and is provided with a conveyor scoop, which is continuously curved flow channels that extend in the direction of flow in areas with larger impeller diameters are formed,
characterized,
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762607384 DE2607384A1 (en) | 1976-02-24 | 1976-02-24 | Submersible vertical centrifugal pump - has blades within cylindrical rotor with circular outer cross section |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19762607384 DE2607384A1 (en) | 1976-02-24 | 1976-02-24 | Submersible vertical centrifugal pump - has blades within cylindrical rotor with circular outer cross section |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2607384A1 true DE2607384A1 (en) | 1977-08-25 |
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ID=5970691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762607384 Pending DE2607384A1 (en) | 1976-02-24 | 1976-02-24 | Submersible vertical centrifugal pump - has blades within cylindrical rotor with circular outer cross section |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2607384A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4895489A (en) * | 1986-11-14 | 1990-01-23 | Yasuaki Kohama | Axial flow fan |
EP3578816A1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-11 | Dr. Jeßberger GmbH | Container pump for conveying of combustible and/or aggressive fluids |
-
1976
- 1976-02-24 DE DE19762607384 patent/DE2607384A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4895489A (en) * | 1986-11-14 | 1990-01-23 | Yasuaki Kohama | Axial flow fan |
EP3578816A1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-11 | Dr. Jeßberger GmbH | Container pump for conveying of combustible and/or aggressive fluids |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OHW | Rejection |