ES2215418T3 - Bomba de engranaje y deposito reemplazable para un atomizador de fluidos. - Google Patents

Bomba de engranaje y deposito reemplazable para un atomizador de fluidos.

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ES2215418T3
ES2215418T3 ES99967121T ES99967121T ES2215418T3 ES 2215418 T3 ES2215418 T3 ES 2215418T3 ES 99967121 T ES99967121 T ES 99967121T ES 99967121 T ES99967121 T ES 99967121T ES 2215418 T3 ES2215418 T3 ES 2215418T3
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Arnold George Benecke
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Procter and Gamble Co
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Abstract

Un dispositivo de bomba de engranajes/depósito (10) para un rociador de fluido, que comprende: - una bomba de engranajes accionada por motor, que tiene una superficie de montaje (14) para la fijación de un dispositivo de sujeción manual y unos medios que cierran herméticamente la mencionada bomba de engranajes con respecto a un depósito de fluido, estando dicho depósito de fluido, cuando está en uso, situado encima de dicha bomba de engranajes de manera que la carga estática del fluido en dicho depósito mantiene cebada a dicha bomba de engranajes, - una tubería (30) para líquido que conecta dicha bomba de engranajes a una cabeza atomizadora o rociadota (32), teniendo dicha tubería (30) para líquido una válvula de retención de descarga (34) situada en ella; y - medios que accionan y ponen en operación dicha bomba de engranajes accionada por un motor de manera que dicha bomba de engranajes proporciona un flujo continuo de fluido hacia dicha cabeza atomizadora (32) cuando son activados dichosmedios; caracterizado porque dicha válvula de retención (34) tiene una presión desintegradora más alta que la carga estática de fluido, de manera que el fluido pasa a dicha cabeza atomizadora (32) solo cuando dicha bomba de engranajes opera para incrementar la presión en dicha tubería de fluido (30) por encima de dicha presión de desintegración.

Description

Bomba de engranaje y depósito reemplazable para un atomizador de fluidos.
Campo del invento
El invento presente se refiere a sistemas de atomización o rociado de fluidos accionados eléctricamente y especialmente a aquellos sistemas de atomización que no necesitan atomización con pulsadores. Aún más particularmente, el invento presente se refiere a atomizadores de fluidos que utilizan bombas de engranajes y depósitos de fluido reemplazables.
Antecedentes del invento
Se conocen bombas de atomización que necesitan atomización de fluido continua que utilizan pequeñas bombas de engranajes para elevar el fluido desde un depósito y para desarrollar la presión necesaria para hacer posible que una cabeza atomizadora disperse el fluido lo suficiente para generar una atomización sin pulsador. Cebar tales bombas puede llevar 10 segundos o más para reemplazar el aire por líquido en un tubo sumergido o conducto de suministro. Pueden necesitarse piezas de precisión costosas para elevar un fluido más de unos cuantos centímetros. Una válvula de retención puede ser necesaria para evitar el retorno al depósito, para evitar perder el cebado de la bomba.
Los fluidos que tienen agentes tensioactivos en los mismos son difíciles de contener sin fugas. El goteo en la cabeza atomizadora es especialmente no deseable. Una válvula de retención se utiliza a menudo inmediatamente aguas arriba de la cabeza atomizadora para minimizar el volumen de fluido disponible para gotear en la salida de la cabeza atomizadora. La válvula de retención tiene típicamente una presión de desintegración o presión mínima que tiene que ser excedida antes de que el flujo del fluido llegue a la cabeza atomizadora. La combinación de succión necesaria para el cebado de la bomba y la elevación del fluido, así como la presión de desintegración de descarga, puede ser demasiada para que se consiga con una bomba de engranajes poco costosa.
EP 365770 se refiere a un bote atomizador con un mecanismo atomizador para pulverizar líquidos de manera fina. El mecanismo atomizador está insertado en una caja o alojamiento que es conectable con un recipiente con el líquido a pulverizar, y se caracteriza por una bomba de engranajes accionada por un motor eléctrico, siendo la alimentación de succión de la misma guiada a través de una abertura en la base del caja en un recipiente provisto de un alimentador de ventilación, en el que la bomba de engranajes tiene un tubo de presión en el lado de la salida que está conectado con una cabeza de salida.
Lo que se necesita es una simple combinación de una bomba de engranajes y de un depósito, lo que minimiza la succión necesaria para el cebado de la bomba y elevación del fluido de manera que una presión de desintegración tan alta como 24,14 kPa (3,5 psig.) sea superada por la bomba. Además, lo que se necesita es una bomba de engranajes auto-cebadora que sea cebada en uno o dos segundos. Además, lo que se necesita es un depósito de fluido reemplazable que puede ser conectado fácilmente a una bomba de engranajes, pero de una manera resistente al goteo.
Sumario del invento
En una realización preferida del invento presente, una bomba de engranajes y un depósito para un atomizador de fluido consta de una bomba de engranajes accionada por motor que tiene una superficie de montaje para acoplamiento a un dispositivo portátil y medios para obturar la bomba de engranajes con respecto a un depósito de fluido. El depósito de fluido está situado por encima de la bomba de engranajes de manera que una carga estática de fluido en el depósito mantenga cebada a la bomba de engranajes.
También está incluida una tubería de fluido que va desde la bomba de engranajes a una cabeza atomizadora. La tubería de fluido tiene una válvula de retención de descarga situada en la misma, y la válvula de retención tiene una presión de desintegración más elevada que la carga estática de fluido, de manera que el fluido pasa a la cabeza atomizadora sólo cuando la bomba de engranajes actúa para aumentar la presión en la tubería de fluido por encima de la presión de desintegración. La bomba de engranajes y el depósito incluyen además medios para impulsar y operar la bomba de engranajes accionada por un motor de manera que la bomba de engranajes proporcione un flujo continuo de fluido a la cabeza atomizadora a según demande el usuario.
En otra realización preferida del invento presente, una bomba de engranajes y un depósito para un atomizador de fluidos comprenden un alojamiento de bomba que tiene una superficie de montaje para acoplamiento a un dispositivo portátil y una parte rebajada para recibir y obturar con respecto a un depósito de fluido. El alojamiento de la bomba tiene también una cavidad para alojar un motor de accionamiento y engranajes en el mismo. La cavidad tiene nervaduras en ella que forman los conductos de la bomba que incluyen una entrada de bomba y una salida de bomba. La parte rebajada tiene un saliente cónico rígido centrado en ella, el cual tiene un orificio que se extiende hasta la entrada de la bomba. La bomba de engranajes también incluye un motor eléctrico que tiene un alojamiento de motor y un eje giratorio que se extiende desde el alojamiento del motor. El alojamiento del motor está conectado al alojamiento de la bomba por medio de un elemento elástico de obturación de fluido. Además, la bomba de engranajes incluye un piñón montado en el eje giratorio del motor dentro de la cavidad del alojamiento de la bomba, y un engranaje loco conectado giratoriamente dentro de la cavidad para engranar con el piñón. Los engranajes, junto con los conductos de la bomba en la cavidad, limitan sustancialmente el retorno de fluido entre los dientes de engranaje en acoplamiento de los engranajes, y entre los dientes de engranaje y las paredes de la bomba, para formar una bomba de engranajes. La salida de la bomba está en comunicación de fluido con la bomba de engranajes y tiene una tubería de fluido que va desde la salida de la bomba hasta la cabeza atomizadora. La tubería de fluido tiene una válvula de retención de descarga para minimizar el goteo de fluido en la cabeza atomizadora. La válvula de retención tiene una presión de desintegración. La bomba de engranajes incluye además un recipiente de fluido montado en la parte rebajada del alojamiento de la bomba para formar un depósito de fluido. El recipiente tiene una válvula de ventilación para hacer posible que el aire ambiente reemplace al fluido extraído del depósito y una válvula de descarga de fluido. La válvula de descarga de fluido se abre por acoplamiento con el saliente cónico dentro de la parte rebajada para proporcionar una comunicación de fluido a la entrada de la bomba. La bomba de engranajes incluye además medios para accionar y operar el motor de manera que la bomba de engranajes proporcione un flujo continuo de fluido hacia la cabeza atomizadora según demande el usuario.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 es una vista de sección transversal en despiece ordenado de una realización preferida de la bomba de engranajes y del depósito para un atomizador de fluido del invento presente, mostrando una parte de un recipiente invertido que tiene un cierre de ajuste y acción valvular, un alojamiento de bomba que tiene una superficie de montaje y que está conectado flexiblemente a una cabeza atomizadora, y un motor de bomba que tiene un elemento de obturación para el fluido y dos engranajes.
La Fig. 2 es una vista de sección transversal que muestra el montaje de los componentes de la figura 1 y una representación esquemática de las baterías y un interruptor en serie para operar la bomba de engranajes para atomizar fluido desde el recipiente invertido a través de la cabeza atomizadora.
La Fig.3 es una vista de abajo arriba del recipiente invertido con el ajuste y acción valvular de la figura 1, mostrando una válvula de hendidura normalmente cerrada en el centro del ajuste, lo que evita que el fluido escape del contenedor.
La Fig. 4 es una vista desde arriba del alojamiento de la bomba de la figura 1, mostrando una parte rebajada para recibir al recipiente invertido y el ajuste, y mostrando un saliente cónico para abrir la válvula de hendidura cuando el recipiente invertido está insertado en la parte rebajada, como se muestra en la figura 2.
La Fig. 5 es una vista desde abajo del alojamiento de bomba de la figura 1, mostrando una cavidad para alojar un par de engranajes y un motor de accionamiento para formar la bomba de engranajes.
La Fig. 6 es una vista desde arriba del motor de bomba de la figura 1, mostrando un par de engranajes, uno de los cuales está montado deslizablemente al eje del motor.
Descripción detallada del invento
Con referencia a las figuras 1 y 2, se muestra una primera realización preferida de la bomba de engranajes y del depósito, generalmente mostrada con 10, que tiene un alojamiento de bomba 12 para un atomizador de fluido del invento presente. El alojamiento de bomba 12 tiene una superficie de montaje 14 para acoplar la bomba de engranajes y el depósito 10 a un dispositivo de sujeción con la mano que tiene un atomizador de fluido. El alojamiento de bomba 12 tiene también una parte rebajada 16 que tiene un saliente cónico rígido 18 el cual está preferiblemente centrado y que se proyecta hacia dentro del alojamiento 12. El saliente cónico 18 tiene un orificio 20, que tiene comunicación de fluido con una entrada de bomba 22. El alojamiento de bomba 12 tiene una cavidad 24 para recibir a los componentes de la bomba, preferiblemente en el lado opuesto del alojamiento 12 desde la parte rebajada 16. La cavidad 24 tiene nervaduras 26 en la misma que forman los conductos de la bomba. Estos conductos van desde la entrada 22 de la bomba a través de una parte de la bomba hasta la salida 28 de la bomba.
Una tubería flexible de fluido 30 está conectada a la salida 28 de la bomba, que dirige el fluido desde la salida 28 hasta una cabeza atomizadora 32. Una válvula de retención de descarga 34 está situada adyacente, e inmediatamente aguas arriba, con respecto a la cabeza atomizadora 32. La válvula de retención 34 puede ser una válvula de bola accionada por un resorte u otro tipo de válvula de retención comúnmente conocido en la técnica. La función de la válvula de retención es la de limitar el goteo de fluido desde la cabeza atomizadora 32. La válvula de retención 34 genera una presión de desintegración de manera que el fluido que entra en la cabeza atomizadora 32 tiene energía suficiente para dirigir el fluido a través de la cabeza atomizadora 32 y dispersar el fluido en gotitas finas, preferiblemente en forma de abanico.
La bomba de engranajes y el depósito 10 tienen también un recipiente de fluido 36 que sirve como depósito de fluido para ser atomizado por la cabeza atomizadora 32. El recipiente 36 tiene una terminación 38 a la que un cierre 40 está fijado preferiblemente de manera retirable, pero que puede estar también unido de una manera fija. La fijación del cierre 40 se hace preferiblemente mediante un sistema de torsión y fijación del tipo "bayoneta", comúnmente conocido en la técnica del embotellado. Alternativamente, el cierre 40 puede estar roscado o incluso soldado a la terminación 38. El cierre 40 tiene preferiblemente dos aberturas 42 y 44. La abertura 42 es una abertura de ventilación que intersecta una ranura 46 y que sirve de camino para que el aire ambiente llegue la abertura 42 cuando la bomba de engranajes y el depósito 10 están totalmente ensamblados. En el interior de la abertura 42 hay una junta de elastómero 48 cuya compresión obtura la terminación 38 con respecto al cierre 40. La junta 48 tiene dos válvulas de hendidura 50 y 52 enfrentadas entre si, preferiblemente moldeadas como parte de la junta 48. La válvula de hendidura 50 es preferiblemente más pequeña que la válvula 52 y sirve como una válvula de ventilación del recipiente de fluido 36. Es decir, cuando un fluido 54 es bombeado desde el recipiente 36, es admitido aire ambiente a través de la válvula de ventilación 50 para reemplazar el fluido 54 de manera que el recipiente 36 no se colapse o genere un vacío dentro del recipiente 36.
La abertura 44 está preferiblemente centrada en un cierre 40 de tal manera que esté alineada con un saliente cónico 18. La válvula de hendidura 52 está situada justo detrás de la abertura 44 de manera que también esté alineada con el saliente cónico 18. La válvula de hendidura 52 sirve como una válvula de descarga de fluido de tal manera que el recipiente 36 retiene el fluido 54 hasta que la válvula de descarga 52 es abierta por el saliente cónico 18 cuando el recipiente 36 y el cierre 40 están insertados en la parte rebajada 16 y sujetos en ella por una abrazadera (no mostrada) en el extremo superior del recipiente 36.
La bomba de engranajes y el depósito 10 incluyen además un motor de accionamiento 56. El motor de accionamiento 56 es un motor eléctrico de corriente continúa, preferiblemente alimentado con energía eléctrica por medio de pilas o baterías secas (no mostradas). El motor de accionamiento 56 tiene un alojamiento o caja de motor 58 y un eje giratorio 60 que se extiende desde la caja de motor 58. Un piñón 62 está unido fijamente o de manera deslizante al eje 60 y es accionado por un eje 60. Un engranaje loco 64 de forma y tamaño similares está engranado con el piñón 62. El engranaje loco 64 gira de preferencia libremente alrededor de un pasador 65 que se extiende desde la cavidad 24 del alojamiento de bomba 12. Un elemento elástico de obturación de fluido está situado entre la caja del motor 58 y los engranajes 62 y 64, y forma una junta estática con las paredes de la cavidad del alojamiento de bomba 24 y un cierre dinámico con el eje giratorio 60 cuando el motor de accionamiento 56 está insertado en la cavidad 24 para formar la bomba de engranajes. Preferiblemente, el motor de accionamiento 56 es mantenido en su sitio dentro de la cavidad 24 por dos tornillos (no mostrados), que se roscan en los agujeros 68 y 70 en la caja 58 del motor, como se muestra en la figura 6. Estos tornillos van preferiblemente desde el alojamiento de bomba 12 a través de los agujeros de paso 72 y 74 situados en la misma, como se muestra en las figuras 4 y 5, y a través del elemento elástico 66.
El motor de accionamiento 56 tiene dos conexiones eléctricas 76 y 80 que se extienden desde él, y a las que está conectado preferiblemente un circuito eléctrico en serie que tiene 4 baterías Standard de tamaño AA 82 y un conmutador 84, normalmente abierto, accionado por el usuario, tal como un botón pulsador con resorte. Cuando el conmutador 84 está cerrado, como se muestra en la figura 2, una corriente eléctrica circula a través del motor de accionamiento 56, el cual hace girar a los engranajes 62 y 64 y genera una presión suficiente para abrir la válvula de retención 34 y fuerza al fluido a salir a través de la cabeza atomizadora 32. El conmutador 84 y las baterías 82 representan un medio para accionar y operar la bomba de engranajes y depósito 10 preferidos. Sin embargo, pueden utilizarse otras alternativas que son bien conocidas en la técnica, sin desviarse del propósito del invento.
En una realización del invento especialmente preferida, el recipiente 36 es una botella de 25,4 cm de alto por 6,35 cm de diámetro, hecho de polietileno de alta densidad soplado por inyección. El cierre 40 es de polipropileno moldeado por inyección. La junta 48 es de caucho de silicona moldeado por inyección, como son las válvulas de hendidura 50 y 52. El alojamiento de bomba 12 es de acetato moldeado por inyección y la parte rebajada 16 es de aproximadamente 1,27 cm de profundidad y 3,3 cm de diámetro. Los engranajes 62 y 64 son también de acetato moldeado por inyección y son engranajes de 14 dientes de un diámetro de 0,79 cm y 0,34 cm de espesor. El elemento flexible 66 es de caucho de etilpropileno moldeado por inyección y, como el motor 56, el elemento 66 es de un diámetro de 2,54 cm aproximadamente. El elemento 66 es de 0,76 cm de espesor, aproximadamente. El motor 56 es preferiblemente de corriente continua a 6 voltios, modelo nº 53635-4040P-470, fabricado por "Sun Motor of Industrial, CO." El eje 60 es de 0,23 cm de diámetro y tiene una sección transversal con forma de "D" que está deslizablemente fijada al engranaje accionado 62. El eje 60 gira preferiblemente a 12.000 rpm, aproximadamente, en carga y los engranajes 62 y 64 producen un caudal del fluido 54 de 220 mililitros por minuto a una presión de salida de 165,53 kPa. La potencia de entrada es de 3 watios aproximadamente. El fluido 54 tiene una viscosidad similar a la del agua y contiene preferiblemente agua y un agente tensioactivo tal como un disolvente de peróxido ligeramente rebajado o un disolvente a base de alcohol. La cabeza atomizadora 32 es preferiblemente una "Bowles Fluidic Nozzle", Modelo nº 3164P027, fabricada por Bowles Fluidics Corporation, de Columbia, MO.
Aunque las bombas de engranajes son capaces de elevar fluido de un recipiente que está situado por debajo de ellas, la precisión de una bomba de engranajes y la potencia determinan la altura hidrostática de succión disponible. Con objeto de minimizar la precisión y potencia, y por lo tanto el tamaño y el coste, el depósito 36 del presente invento está situado directamente encima de la bomba de engranajes, de manera que la carga estática está siempre presente para cebar la bomba y no se requiera succión alguna. A causa de la carga estática del depósito 36, la válvula de retención de descarga 34 anterior a la cabeza atomizadora 32 tiene una presión desintegradora mayor que la carga estática, de manera que no se produzca fuga a través de una bomba inactiva en la cabeza atomizadora 32, ya que esta pérdida o fuga contribuiría a un goteo de fluido desde la cabeza atomizadora 32. La presión de desintegración es preferiblemente más alta que la carga estática hasta el punto que el fluido que pasa a través de la válvula de retención de descarga 34, cuando la bomba funciona, tiene presión suficiente para hacer que la cabeza atomizadora 32 produzca una pulverización fina.
La interfaz del saliente cónico 18 y la válvula de ranura 52 entre el recipiente de fluido 36 y la entrada 22 de la bomba proporcionan un atajo al fluido para llegar a la bomba desde el depósito. De esta manera, la carga estática en el depósito es principalmente la altura del fluido en el recipiente 36. La retirada de un recipiente consumido 36 y la colocación de un recipiente nuevo 36 se realiza con una fuga mínima de fluido debido al contacto entre el saliente cónico 18 y la válvula de hendidura.
Aunque se han ilustrado y descrito realizaciones particulares del invento presente, será obvio para los expertos en la técnica que se pueden hacer varios cambios y modificaciones sin apartarse del alcance del invento, como está definido en las reivindicaciones anexas.

Claims (9)

1. Un dispositivo de bomba de engranajes/depósito (10) para un rociador de fluido, que comprende:
-
una bomba de engranajes accionada por motor, que tiene una superficie de montaje (14) para la fijación de un dispositivo de sujeción manual y unos medios que cierran herméticamente la mencionada bomba de engranajes con respecto a un depósito de fluido, estando dicho depósito de fluido, cuando está en uso, situado encima de dicha bomba de engranajes de manera que la carga estática del fluido en dicho depósito mantiene cebada a dicha bomba de engranajes,
-
una tubería (30) para líquido que conecta dicha bomba de engranajes a una cabeza atomizadora o rociadota (32), teniendo dicha tubería (30) para líquido una válvula de retención de descarga (34) situada en ella; y
-
medios que accionan y ponen en operación dicha bomba de engranajes accionada por un motor de manera que dicha bomba de engranajes proporciona un flujo continuo de fluido hacia dicha cabeza atomizadora (32) cuando son activados dichos medios;
caracterizado porque dicha válvula de retención (34) tiene una presión desintegradora más alta que la carga estática de fluido, de manera que el fluido pasa a dicha cabeza atomizadora (32) solo cuando dicha bomba de engranajes opera para incrementar la presión en dicha tubería de fluido (30) por encima de dicha presión de desintegración.
2. El dispositivo (10) de la reivindicación 1, en el que dicha presión de desintegración varía desde 4,83 a 34,48 kPa.
3. El dispositivo (10) de las reivindicaciones 1 y 2, que comprende además un alojamiento de bomba (12), teniendo dicho alojamiento de bomba (12) de una superficie de montaje (14) y una parte rebajada (16) para que aloja y cierra herméticamente dicho depósito de fluido, dicho alojamiento de bomba (12) también una cavidad (24) para alojamiento en ella de un motor de accionamiento (56) y engranajes (62, 64), teniendo dicha cavidad (24) nervaduras (26) en ella que forman los conductos de la bomba que incluyen la entrada (22) de la bomba y una salida (28) de la bomba, teniendo dicha parte rebajada (16) un saliente (18), teniendo dicho saliente (18) un orificio (20) a través del mismo que se extiende dentro de dicha entrada de bomba (22).
4. El dispositivo (10) de las reivindicaciones 1-3, que comprende además
-
un motor eléctrico (56) que consta de una caja de motor (58) y un eje giratorio (60) que se extiende desde ella, estando dicha caja de motor (58) conectada a dicho alojamiento de bomba (12) por medio de un elemento elástico de obturación de fluido (66) situado entre ellos;
-
un piñón (62) montado en dicho eje giratorio (60) de dicho motor (56) en el interior de dicha cavidad (24) de dicho alojamiento de bomba (12);
-
un engranaje loco (64) giratoriamente conectado dentro de dicha cavidad (24) para engranar con dicho engranaje de piñón (62), limitando dichos engranajes (62, 64), junto con dichos conductos de la bomba en dicha cavidad (24), sustancialmente el flujo de fluido entre dientes de engranaje acoplados de dichos engranajes (62, 64) para constituir una bomba de engranajes, estando dicha salida de bomba (28) en comunicación de fluido con dicha bomba de engranajes.
5. El dispositivo (10) de la reivindicación 4, en el que dicho motor (56) es un motor de corriente continua y dichos medios para accionamiento está constituido por cuatro pilas de tamaño AA conectadas en serie mediante un cable a dicho motor (56) con un interruptor (84) de conexión-desconexión, siendo dichos medios que operan dicho motor (56) controlados manualmente.
6. El dispositivo (10) de las reivindicaciones
3 - 5, en el que un recipiente de fluido (36) está montado en dicha parte rebajada (16) de dicho alojamiento de bomba (12) para constituir dicho depósito de fluido, teniendo dicho recipiente una válvula de ventilación de aire para permitir al aire ambiente reemplazar el fluido extraído de dicho depósito y una válvula de descarga de fluido (34), siendo dicha válvula de descarga de fluido (34) abierta por su acoplamiento con dicho saliente (18) dentro de la parte rebajada (16) para proporcionar la comunicación de fluido a dicha entrada (22) de bomba.
7. El dispositivo (10) de la reivindicación 6, en el que dicho recipiente de fluido (36) es reemplazable en dicha parte rebajada (16) de dicho alojamiento de la bomba (12).
8. El dispositivo (10) de las reivindicaciones 3 - 7, en el que dicho saliente (18) es cónico.
9. El dispositivo (10) de las reivindicaciones 3 - 7, en el que dicho saliente (18) es al menos uno rígido y centrado dentro de la parte rebajada (16).
ES99967121T 1998-11-30 1999-11-22 Bomba de engranaje y deposito reemplazable para un atomizador de fluidos. Expired - Lifetime ES2215418T3 (es)

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US201618 1998-11-30
US09/201,618 US6142750A (en) 1998-11-30 1998-11-30 Gear pump and replaceable reservoir for a fluid sprayer

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ES2215418T3 true ES2215418T3 (es) 2004-10-01

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