CN103710261A - 一种给水管道在线生物膜取样器及其取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于给水管网水质在线取样与监测，公开了一种给水管道在线生物膜取样器及其取样方法，该在线生物膜取样器包括取样杆，所述取样杆端部连有采样头；所述的采样头与给水管道管壁的开口相配合；其特征在于：还包括管体截流机构。本发明的给水管道在线生物膜取样器及其取样方法，能够最大程度地减少了在旁通管段延伸方向上所占据的长度，保持旁通管段内恒定的过水断面，降低在线生物膜取样器的残留水对给水管道内的水质的影响，避免生物膜信息测取不准确的情况发生。

Description

一种给水管道在线生物膜取样器及其取样方法

技术领域

本发明涉及给水管网水质在线取样与监测领域，具体涉及一种给水管道在线生物膜取样器及其取样方法。

背景技术

日常生活中自来水经过给水厂处理之后，仍含有一定浓度的有机碳及微生物生长所需的营养元素（如氮、磷等），这些营养元素会促使给水管道中残留的细菌的再行生长。与此同时，给水管道经过长期的运行，一方面由于水中悬浮物的沉积和金属管壁的腐蚀，另一方面管内的悬浮细菌不断地在内壁附着和生长，使得给水管道内壁上逐渐形成了一层结构与成分十分复杂的生物膜，为了分析生物膜中的生物种类及数量，通常采用生物膜取样器进行取样。现有的生物膜取样器包括在线生物膜取样器和非在线生物膜取样器，其中，非在线生物膜取样器必须先停水后取样，进而会影响居民生活用水的供给，给居民生活带来不便。相对而言，因为在线生物膜取样器中均设置有控制阀门，当取样完成之后只需关闭控制阀门，使得取样时给水主管道无需停水，故在线生物膜取样器更具实用价值。

目前，在线生物膜取样器通常采用球阀作为设置在给水主管道上的旁通管段的控制阀门。旋转球阀的阀芯可以使阀芯通孔轴线和旁通管段的轴线重合。在球阀处于打开状态时，即可通过旁通管段放入生物膜载片，微生物即能够附着在生物膜载片上生长；当需要提取生物膜时，只需取回生物膜载片，待其穿过阀芯通孔后，随即关闭球阀，即可实现生物膜在线取样操作。

例如，我国公告号为CN102226149B，名称为“一种给水管道生物膜采样器”（授权公告日为2012.12.12）的发明专利公开了一种给水管道生物膜采样器，其特征在于，包括端部连有采样头的取样杆、连接件、球阀和固定件，所述的采样头和取样杆贯穿连接件、全开状态的球阀的管体和固定件；所述的球阀的管体的一端与连接件通过液密封配合连接，另一端与用于固定取样杆（7）的固定件连接；所述的采样头与给水管道管壁的开口相配合；所述的采样头为圆台，所述的圆台与取样杆连接的一面为圆台横截面的最大面；所述的采样头的材料与给水管道的材料一致。

但是，上述给水管道生物膜采样器存有以下不足之处：

1、公知，当旁通管段（旁通管段是指利用取样杆取样时穿过的通道段，上述给水管道生物膜采样器中连接件与球阀部分为旁通管段）中未安装阀门时，旁通管段是以相同的内径向前延伸，该给水管道生物膜采样器使用球阀作为截水装置，即使是公称直径相同的球阀和旁通管段，两者的实际内径也难以一致，故安装了阀门后的旁通管段，管内水流的过水断面在阀门处会发生了突变，无法满足某些装置（如活塞装置）需要恒定过水断面的要求。且该给水管道生物膜采样器中“球阀的管体的一端与连接件通过液密封配合连接，另一端与用于固定取样杆的固定件连接”，使得该给水管道生物膜采样器难以在近给水主管段一端进行水密封，这样一来，就会在取出取样杆（生物膜）过程中浪费较多的水资源。

2、为了保证生物膜载片能顺利通过球阀阀芯，防止球阀阀芯对生物膜载片造成的磕碰或阻挡，所用球阀的公称直径一般须比所在旁通管段的公称直径大一号，甚至更大。这样，在旁通管段延伸方向球阀需要占据较长的空间。因此，对于一些安装和操作空间有限的场所来说，使用该在线生物膜取样器将会十分困难。此外，因球阀中的管体的长度与旁通管段长度比值较大，故使得取样杆的长度也相应增长，不仅使得制造取样杆的材耗增加，还因此延长了取样杆在操作使用时途径距离，导致使用该给水管道生物膜采样器的生物膜的采样效率较低。

3、利用该在线生物膜取样器取样时，水会进入该取样器的连接件、球阀的管体和固定件形成的封闭空间内，经过长期滞留后，水质会恶化，当取出或重新放入生物膜载片时，这部分水会进入到给水主管道内，这样一来，不仅会对生活用水造成污染（尤其是在给水主管送水量不是很大的情况时，这种影响则更加明显）。同时，还可能会对再次取样的生物膜的检测分析结果造成干扰，进而使得测取的信息不准确。

因此，申请人考虑设计出一种给水管道在线生物膜取样器，用以缩短旁通管段的长度，减少因安装阀门对旁通管段的过水断面引起的变化，提升生物膜的采样效率，减少对水质的污染并能够获取更加准确的生物膜信息。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够缩短旁通管段的长度，减少因安装阀门对旁通管段的过水断面引起的变化，提升生物膜的采样效率，减少对水质的污染并能够获取更加准确的生物膜信息的生物膜信息给水管道在线生物膜取样器及其取样方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种给水管道在线生物膜取样器，包括取样杆（7），所述取样杆（7）端部连有采样头（7-1）；所述的采样头（7-1）与给水管道管壁的开口相配合；其特征在于：

还包括管体截流机构，所述管体截流机构包括上夹板（1-1）、下夹板（1-2），所述上夹板（1-1）和下夹板（1-2）正对固定连接，

所述上夹板（1-1）和下夹板（1-2）的正对面上沿其长度方向对称设置有一凹槽，所述凹槽之间形成闸板通道；

所述上夹板（1-1）和下夹板（1-2）上分别对称设置有垂直贯穿的一通孔；

所述管体截流机构还包括上管段（4-1）和下管段（4-2），所述上管段（4-1）的下端垂直密封固定在所述上夹板（1-1）的通孔内，所述上管段（4-1）的下端端面与所述凹槽底面齐平；所述下管段（4-2）的上端垂直密封固定在所述下夹板（1-2）的通孔内，所述下管段（4-2）的上端端面与所述凹槽底面齐平；所述下管段（4-2）的下端密封固定在给水管道的开口上；

所述管体截流机构还包括位于所述闸板通道内的闸板（2），所述闸板（2）与所述闸板通道的形状大小匹配，且两者滑动配合；所述闸板（2）上还设置有过水孔（2-2），所述过水孔（2-2）的直径大于或等于所述通孔的直径；所述闸板（2）在所述闸板通道中滑动的过程中，能够使得所述过水孔（2-2）与所述通孔的中心线重合；所述闸板（2）还具有延伸出所述闸板通道外的施力端（2-1），通过操作所述施力端（2-1）能够控制所述上管段（4-1）和下管段（4-2）之间截断和导通；

还包括用于将取样杆（7）固定在所述管体截流机构上的固定件。

在本发明的技术方案中，上管段（4-1）、下管段（4-2）以及管体截流机构相当于旁通管段。本发明因设置有整体呈平板型管体截流机构来截断或导通上管段（4-1）和下管段（4-2），故能够缩短旁通管段的长度，这样一来，即能够更快捷的将取样杆（7）从缩短的旁通管段中伸入采样或取出生物膜，从而显著提升了采样效率。且又因为缩短了旁通管段的长度，也使得本发明的安装以及使用起来更加方便容易、结构更加简单，降低了生产制造成本，适合在本领域推广使用。

作为改进，所述管体截流机构还包括启闭杆（5）和启闭杆支承（6）；所述启闭杆支承（6）包括二平行且顺所述闸板长度方向设置的凹形板（6-1），所述二凹形板（6-1）的底部通过连接板（6-2）连接，所述凹形板（6-1）的两侧边的末端通过螺栓夹固在所述上夹板（1-1）和下夹板（1-2）上；所述连接板（6-2）上还设置顺所述闸板（2）长度方向的螺孔（6-3）；所述启闭杆（5）为一端带手柄并与所述螺孔（6-3）配合使用的螺纹杆，另一端穿过所述螺孔与所述施力端（2-1）轴向可转动连接，转动所述手柄能够使得所述启闭杆（5）移动并带动所述闸板（2）。

这样，通过启闭杆（5）和启闭杆支承（6）来对闸板（2）进行操作，使得闸板（2）的移动能够更加省力的同时，也使得闸板（2）不会在水流冲击作用下出现的震动移位的情况，故上述启闭杆（5）和启闭杆支承（6）还能促使闸板（2）稳定可靠的移动，并能精确确定闸板（2）的移动位置。

作为改进，所述上管段（4-1）和下管段（4-2）以及所述过水孔（2-2）的内壁光滑，所述取样杆（7）上靠近所述采样头（7-1）处还固定设置有两个并列的活塞盘（7-2），所述活塞盘（7-2）的周向设置有一纵向截面为U形的下凹槽，所述下凹槽内套设有O形密封圈（7-3），所述活塞盘（7-2）能够随同所述取样杆（7）在所述上管段（4-1）或下管段（4-2）内作活塞式移动。

这样，本发明中创造性地在取样杆（7）的采样头（7-1）后设置活塞盘（7-2）及其配套的O形密封圈（7-3）后，使得本发明的取样杆（7）在活塞盘（7-2）处即能够对水进行密封。在取出取样杆（7）的过程中，待取样杆（7）的采样头（7-1）穿过闸门（2）的过水孔（2-2）后，此时即可操作闸门（2）截断水流（给水管道（8）中水进入下管段（4-2）内），随即能够将取样杆（7）从上管段（4-1）中取出。在将采样头（7-1）上的生物膜提取后，将取样杆（7）重新***到上管段（4-1）内并向下推移，随后控制闸门（2）使得上管段（4-1）和下管段（4-2）之间完全导通，在将取样杆（7）的采样头（7-1）推至开口（8-1）处的过程中，下管段（4-2）进入的水被活塞盘（7-2）压回给水管道中，故旁通管段内无滞留水，这样一来，就不会对给水管道中的供水造成污染，同时也不会影响给水管道中水的成分，进而使得采样头上生成的生物膜更加真实准确。此外，所述上管段（4-1）和下管段（4-2）以及所述过水孔（2-2）的内壁光滑，能够有效降低O形密封圈（7-3）的磨损，进而使得O形密封圈（7-3）能起到更好的水密封效果。再有，并列的活塞盘（7-2）能够保证取样杆在上管段（4-1）和下管段（4-2）的轴向作上下移动，帮助采样头（7-1）更加快速准确的插至给水管道（8）的开口（8-1）上，从而提高采样的速度。

所述闸板（2）的上表面周向上设置第一密封圈槽，所述第一密封圈槽内设置有第一密封圈（3-1）；所述闸板（2）的下表面周向上具有第二密封圈槽，所述第二密封圈槽上设置有第二密封圈（3-2）。这样能够进一步提高闸板与上夹板和下夹板之间水密封性效果，以取得更好截断水流、防止渗水的作用。

作为改进，所述固定件为一内壁上设置有内螺纹的筒体（7-6），所述筒体（7-6）一端为开口端，另一端为封闭端盖；所述封闭端盖的中部具有一第二穿孔；所述取样杆（7）穿过所述第二穿孔并通过限位件（7-7）与所述筒体（7-6）可转动连接；所述筒体（7-6）的开口端靠近所述上管段（4-1），所述上管段（4-1）远离所述上夹板（1-1）的一端外壁上具有与所述内螺纹匹配外螺纹；所述封闭端盖距离所述采样头（7-1）的垂直距离大于或等于所述上管段（4-1）与所述下管段（4-2）的长度加上所述上夹板（1-1）和所述下夹板（1-2）的厚度之和；所述筒体（7-6）和所述上管段（4-1）能够通过螺纹连接。

这样，即能够采用简单的结构来将取样杆（7）固定在管体截流机构上，从而将采样头（7-1）稳定在给水管道（8）的开口（8-1）上以形成生物膜。此外，采用上述固定件还能够快捷的将取样杆（7）从管体截流机构上取下，使得取样杆能更快捷地被取出。

作为改进，所述上管段（4-1）上靠近所述上夹板（1-1）处还设置有单向阀，所述单向阀由所述上管段（4-1）的外部至其内部单向导通。

这样，即能解决取出取样杆（7）的过程中，在采样头（7-1）穿过闸板（2）上的过水孔（2-2）后，在闸板（2）和活塞（7-3）之间形成真空并较难将取样杆拔出的问题。与此同时，增设了单向阀后，能够更加快速的取出取样杆（7），提高生物膜的取出速度，此外，也能够使得取样杆（7）取出生物膜的过程更为平稳，故能够较好保护好采样头（7-1）上形成的生物膜，保证生物膜的采样的有效性。

作为改进，所述取样杆（7）上还设置有标记线（7-5），所述标记线（7-5）至所述采样头（7-1）的垂直距离小于或等于所述上管段（4-1）的长度。

这样一来，取样杆（7）上设置标记线（7-5）后，在伸入或取出取样杆（7）的过程中，采样人员可以通过观察标记线（7-5即可判断采样头和闸板之间的相对位置关系，这样就能够帮助采样人员快速采取相应操作，提高采样效率。尤其是在采样人员将取样杆（7）逐渐向外取出的过程中，一旦采样人员看见标记线（7-5）后，即能够知晓采样头（7-1）已穿过闸板（2）的过水孔（2-2），此时即可操作闸门（2）截断水流（给水管道（8）中水进入下管段（4-2）内），随即能够将取样杆（7）从上管段（4-1）中取出。在将采样头（7-1）上的生物膜提取后，将取样杆（7）重新***到上管段（4-1）内并向下推移，随后控制闸门（2）使得上管段（4-1）和下管段（4-2）之间导通，在将取样杆（7）的采样头（7-1）推至开口（8-1）处的过程中，下管段（4-2）进入的水被活塞盘（7-2）压回给水管道中，故旁通管段无滞留水，这样一来，就不会对给水管道中的供水造成污染，同时也不会影响给水管道中水的成分，进而使得采样头上生成的生物膜更加真实准确。

一种如权利要求7所述的给水管道在线生物膜取样器的取样方法，其特征在于按照以下步骤进行，

步骤一：首先关闭所述给水管道的通水，随后获取权利要求7所述的给水管道在线生物膜取样器，转动手柄使得所述启闭杆（5）移动并带动所述闸板将所述上管段（4-1）和下管段（4-2）之间截断，即所述管体截流机构处于关闭状态；随后开启所述给水管道的通水运行；

步骤二：将所述取样杆（7）***上所述上管段（4-1）内，推动取样杆（7）在上管段（4-1）中向下移动；观察取样杆（7）上标记线（7-5），待其靠近上管段（4-1）上端处时，此时转动手柄使得所述启闭杆（5）移动并带动所述闸板将所述上管段（4-1）和下管段（4-2）之间完全导通，即闸板的过水孔（2-2）的中心线与上管段（4-1）和下管段（4-2）轴心线相重合，停止转动手柄；

步骤三：推动取样杆（7）继续向下移动，当筒体（7-6）与上管段（4-1）接触时，由于筒体（7-6）与上管段（4-1）通过螺纹连接，转动筒体（7-6）的同时也带动取样杆（7）一起向下移动，直至力矩增大至无法再旋转筒体（7-6）时，停止转动筒体（7-6），此时即取样杆（7）前端的采样头（7-1）与给水管道管壁（8）的开口相配合；

步骤四：待生物膜形成后，当需要提取生物膜时，转动筒体（7-6）并使得其脱离上管段（4-1），并同时缓慢地拔出取样杆（7）；

步骤五：观察取样杆（7）上的标记线（7-5），待其出现时，此时转动手柄使得所述启闭杆（5）移动并带动所述闸板（2）将所述上管段（4-1）和下管段（4-2）之间截断；

步骤六：从上管段（4-1）中取出取样杆（7）进而提取采样头（7-1）上的生物膜；提取生物膜之后，重复上述步骤二至步骤六的操作，即可再次在给水管道中进行生物膜的取样。

与现有技术相比较，本发明给水管道在线生物膜取样器及其取样方法，不仅能够最大程度地减少了在旁通管段延伸方向上所占据的长度，提升了本发明的安装灵活性。还能够使得旁通管段内有恒定的过水断面，进而更适用于采用活塞结构的使用。此外，本发明中不存在残留水变质恶化进而污染给水管道内的水质的情况，提升了使用安全性。再有，本发明还使得采样头上生成的生物膜携带的信息更加真实准确。

附图说明

图1为本发明用于给水管道在线生物膜取样器的结构示意图；

图2为本发明用于给水管道在线生物膜取样器的取样杆的结构示意图；

图3为本发明用于给水管道在线生物膜取样器的上夹板的结构示意图；

图4为图2的A向视图；

图5为本发明用于给水管道在线生物膜取样器的下夹板的结构示意图；

图6为图4的B向视图；

图7为本发明用于给水管道在线生物膜取样器的闸板与启闭杆的结构示意图；

图8为图6的C向视图；

图9为本发明用于给水管道在线生物膜取样器的启闭杆支承的结构示意图；

图10为图9的D向视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1至图10所示，一种给水管道在线生物膜取样器，包括取样杆7，所述取样杆7端部连有采样头7-1；所述的采样头7-1与给水管道管壁的开口8-1相配合。具体实施时，采样头7-1整体为一扇形块，该扇形块嵌入在与之匹配的开口8-1上时，该扇形块位于给水管道8的一面与给水管道管壁相一致，恰好保持了给水管道8原有的弧形内壁；采样头7-1也可以为圆台，且该圆台与取样杆连接的一面为圆台横截面较大的一面，这样既能快速的将采样头***开口内进行取样。

还包括管体截流机构，所述管体截流机构包括上夹板1-1、下夹板1-2，所述上夹板1-1和下夹板1-2正对固定连接，

所述上夹板1-1和下夹板1-2的正对面上沿其长度方向对称设置有一凹槽，所述凹槽之间形成闸板通道；

所述上夹板1-1和下夹板1-2上分别对称设置有垂直贯穿的一通孔；

所述管体截流机构还包括上管段4-1和下管段4-2，所述上管段4-1的下端垂直密封固定在所述上夹板1-1的通孔内，所述上管段4-1的下端端面与所述凹槽底面齐平；所述下管段4-2的上端垂直密封固定在所述下夹板1-2的通孔内，所述下管段4-2的上端端面与所述凹槽底面齐平；所述下管段4-2的下端密封固定在给水管道的开口上；

所述管体截流机构还包括位于所述闸板通道内的闸板2，所述闸板2与所述闸板通道的形状大小匹配，且两者滑动配合；所述闸板2上还设置有过水孔2-2，所述过水孔2-2的直径大于或等于所述通孔的直径；所述闸板2在所述闸板通道中滑动的过程中，能够使得所述过水孔2-2与所述通孔的中心线重合；所述闸板2还具有延伸出所述闸板通道外的施力端2-1，通过操作所述施力端2-1能够控制所述上管段4-1和下管段4-2之间截断和导通；

还包括用于将取样杆7固定在所述管体截流机构上的固定件。

所述管体截流机构还包括启闭杆5和启闭杆支承6；所述启闭杆支承6包括二平行且顺所述闸板长度方向设置的凹形板6-1，所述二凹形板6-1的底部通过连接板6-2连接，所述凹形板6-1的两侧边的末端通过螺栓夹固在所述上夹板1-1和下夹板1-2上；所述连接板6-2上还设置顺所述闸板2长度方向的螺孔6-3；所述启闭杆5为一端带手柄并与所述螺孔6-3配合使用的螺纹杆，另一端穿过所述螺孔与所述施力端2-1轴向可转动连接，转动所述手柄能够使得所述启闭杆5移动并带动所述闸板2。具体实施时，凹形板6-1侧边的长度可根据闸板2在截断和导通水流时的行程来设计，这样，转动把柄可使得闸板2的施力端与启闭杆5的连接处与连接板接触并被限位，此时上管段4-1和下管段4-2处于完全导通的状态即闸板的过水孔2-2的中心线与上管段4-1和下管段4-2轴心线相重合，也即所述管体截流机构处于打开状态。转动把柄使得闸板2的施力端与启闭杆5的连接处与上夹板4-1和下夹板4-2接触并被限位，此时闸板2将所述上管段4-1和下管段4-2之间截断，也即所述管体截流机构处于关闭状态。这样一来，即能够更加方便地控制所述上管段4-1和下管段4-2之间截断和导通。

所述上管段4-1和下管段4-2以及所述过水孔2-2的内壁光滑，所述取样杆7上靠近所述采样头7-1处还固定设置有两个并列的活塞盘7-2，所述活塞盘7-2的周向设置有一纵向截面为U形的下凹槽，所述下凹槽内套设有O形密封圈7-3，所述活塞盘7-2能够随同所述取样杆7在所述上管段4-1或下管段4-2内作活塞式移动。具体实施时，还可在所述活塞盘7-2加设一抵挡件7-4，对活塞盘7-2起到更好的稳固作用，进而保证活塞盘7-2能够更加稳定可靠地作活塞运动和起到水密封的作用。

所述闸板2的上表面周向上设置第一密封圈槽，所述第一密封圈槽内设置有第一密封圈3-1；所述闸板2的下表面周向上具有第二密封圈槽，所述第二密封圈槽上设置有第二密封圈3-2。具体实施时，在所述下夹板1-2的上表面上并在所述通孔的周向还设置有一第三密封圈槽，所述第三密封圈槽内设置有第三密封圈3-3，这样即能够进一步提高闸板与下夹板之间水密封性效果，以取得更好截断水流和防止渗水的作用。

所述固定件为一内壁上设置有内螺纹的筒体7-6，所述筒体7-6一端为开口端，另一端为封闭端盖；所述封闭端盖的中部具有一第二穿孔；所述取样杆7穿过所述第二穿孔并通过限位件7-7与所述筒体7-6可转动连接；所述筒体7-6的开口端靠近所述上管段4-1，所述上管段4-1远离所述上夹板1-1的一端外壁上具有与所述内螺纹匹配外螺纹；所述封闭端盖距离所述采样头7-1的垂直距离大于或等于所述上管段4-1与所述下管段4-2的长度加上所述上夹板1-1和所述下夹板1-2的厚度之和；所述筒体7-6和所述上管段4-1能够通过螺纹连接。具体实施时，所述固定件还可以采用圆台形的橡胶塞或木塞作为塞子，该塞子中部具有穿孔，将取样杆的后端穿入穿孔并固定在塞子中穿孔的孔径小于取样杆的直径，塞子的靠近采样头的一端为圆台形上面积小的一面，这样也能够通过塞子将取样杆固定在上管段上。

所述上管段4-1上靠近所述上夹板1-1处还设置有单向阀，所述单向阀由所述上管段4-1的外部至其内部单向导通。

所述取样杆7上还设置有标记线7-5，所述标记线7-5至所述采样头7-1的垂直距离小于或等于所述上管段4-1的长度。

本具体实施方式涉及的给水管道在线生物膜取样器的取样方法，按照以下步骤进行，

步骤一：首先关闭所述给水管道的通水，随后获取权利要求7所述的给水管道在线生物膜取样器，转动手柄使得所述启闭杆5移动并带动所述闸板将所述上管段4-1和下管段4-2之间截断，即所述管体截流机构处于关闭状态；随后开启所述给水管道的通水运行；

步骤二：将所述取样杆7***上所述上管段4-1内，推动取样杆7在上管段4-1中向下移动；观察取样杆7上标记线7-5，待其靠近上管段4-1上端处时，此时转动手柄使得所述启闭杆5移动并带动所述闸板将所述上管段4-1和下管段4-2之间完全导通，即闸板的过水孔2-2的中心线与上管段4-1和下管段4-2轴心线相重合，停止转动手柄；

步骤三：推动取样杆7继续向下移动，当筒体7-6与上管段4-1接触时，由于筒体7-6与上管段4-1通过螺纹连接，转动筒体7-6的同时也带动取样杆7一起向下移动，直至力矩增大至无法再旋转筒体7-6时，停止转动筒体7-6，此时即取样杆7前端的采样头7-1与给水管道管壁8的开口相配合；

步骤四：待生物膜形成后具体实施时，生物膜的形成与具体的水质条件有关，通常6个月左右即可在管道内壁形成生物膜，当需要提取生物膜时，转动筒体7-6并使得其脱离上管段4-1，并同时缓慢地拔出取样杆7；

步骤五：观察取样杆7上的标记线7-5，待其出现时，此时转动手柄使得所述启闭杆5移动并带动所述闸板2将所述上管段4-1和下管段4-2之间截断；

步骤六：从上管段4-1中取出取样杆7进而提取采样头7-1上的生物膜；提取生物膜之后，重复上述步骤二至步骤六的操作，即可再次在给水管道中进行生物膜的取样。此时，取样器中残留的水又被采样头7-1的活塞重新压回给水管道中，避免了残留水的长期滞留恶化后污染给水水质的问题，不会影响给水管道中水的成分，能够使得采样头7-1上生成的生物膜更加真实准确。

按照上述取样方法进行操作，能够进一步提升采用本具体实施方式涉及的给水管道在线生物膜取样器用来提取生物膜的效率，减少在取出取样杆过程中水资源的浪费，使得本发明的取样器的各种技术效果达到最优。

尽管已结合上述示例性实施例说明了本发明，但本领域技术人员根据文中公开的内容可以容易地进行各种等效的修改和变型，例如将上夹板和下夹板作成一体成型结构。因此，应认为上述本发明的示例性实施例是说明性的而不是限制性的。可以对上述实施例进行各种改变，都将落入本发明要求保护的范围内。

Claims (8)

1.一种给水管道在线生物膜取样器，包括取样杆（7），所述取样杆（7）端部连有采样头（7-1）；所述的采样头（7-1）与给水管道管壁的开口相配合；其特征在于：

还包括管体截流机构，所述管体截流机构包括上夹板（1-1）、下夹板（1-2），所述上夹板（1-1）和下夹板（1-2）正对固定连接，

所述上夹板（1-1）和下夹板（1-2）的正对面上沿其长度方向对称设置有一凹槽，所述凹槽之间形成闸板通道；

所述上夹板（1-1）和下夹板（1-2）上分别对称设置有垂直贯穿的一通孔；

所述管体截流机构还包括上管段（4-1）和下管段（4-2），所述上管段（4-1）的下端垂直密封固定在所述上夹板（1-1）的通孔内，所述上管段（4-1）的下端端面与所述凹槽底面齐平；所述下管段（4-2）的上端垂直密封固定在所述下夹板（1-2）的通孔内，所述下管段（4-2）的上端端面与所述凹槽底面齐平；所述下管段（4-2）的下端密封固定在给水管道的开口上；

所述管体截流机构还包括位于所述闸板通道内的闸板（2），所述闸板（2）与所述闸板通道的形状大小匹配，且两者滑动配合；所述闸板（2）上还设置有过水孔（2-2），所述过水孔（2-2）的直径大于或等于所述通孔的直径；所述闸板（2）在所述闸板通道中滑动的过程中，能够使得所述过水孔（2-2）与所述通孔的中心线重合；所述闸板（2）还具有延伸出所述闸板通道外的施力端（2-1），通过操作所述施力端（2-1）能够控制所述上管段（4-1）和下管段（4-2）之间截断和导通；

还包括用于将取样杆（7）固定在所述管体截流机构上的固定件。

2.如权利要求1所述的给水管道在线生物膜取样器，其特征在于，所述管体截流机构还包括启闭杆（5）和启闭杆支承（6）；所述启闭杆支承（6）包括二平行且顺所述闸板长度方向设置的凹形板（6-1），所述二凹形板（6-1）的底部通过连接板（6-2）连接，所述凹形板（6-1）的两侧边的末端通过螺栓夹固在所述上夹板（1-1）和下夹板（1-2）上；所述连接板（6-2）上还设置顺所述闸板（2）长度方向的螺孔（6-3）；所述启闭杆（5）为一端带手柄并与所述螺孔（6-3）配合使用的螺纹杆，另一端穿过所述螺孔与所述施力端（2-1）轴向可转动连接，转动所述手柄能够使得所述启闭杆（5）移动并带动所述闸板（2）。

3.如权利要求1或2所述的给水管道在线生物膜取样器，其特征在于，所述上管段（4-1）和下管段（4-2）以及所述过水孔（2-2）的内壁光滑，所述取样杆（7）上靠近所述采样头（7-1）处还固定设置有两个并列的活塞盘（7-2），所述活塞盘（7-2）的周向设置有一纵向截面为U形的下凹槽，所述下凹槽内套设有O形密封圈（7-3），所述活塞盘（7-2）能够随同所述取样杆（7）在所述上管段（4-1）或下管段（4-2）内作活塞式移动。

4.如权利要求3所述的给水管道在线生物膜取样器，其特征在于，所述闸板（2）的上表面周向上设置第一密封圈槽，所述第一密封圈槽内设置有第一密封圈（3-1）；所述闸板（2）的下表面周向上具有第二密封圈槽，所述第二密封圈槽上设置有第二密封圈（3-2）。

5.如权利要求4所述的给水管道在线生物膜取样器，其特征在于，所述固定件为一内壁上设置有内螺纹的筒体（7-6），所述筒体（7-6）一端为开口端，另一端为封闭端盖；所述封闭端盖的中部具有一第二穿孔；所述取样杆（7）穿过所述第二穿孔并通过限位件（7-7）与所述筒体（7-6）可转动连接；所述筒体（7-6）的开口端靠近所述上管段（4-1），所述上管段（4-1）远离所述上夹板（1-1）的一端外壁上具有与所述内螺纹匹配外螺纹；所述封闭端盖距离所述采样头（7-1）的垂直距离大于或等于所述上管段（4-1）与所述下管段（4-2）的长度加上所述上夹板（1-1）和所述下夹板（1-2）的厚度之和；所述筒体（7-6）和所述上管段（4-1）能够通过螺纹连接。

6.如权利要求5所述的给水管道在线生物膜取样器，其特征在于，所述上管段（4-1）上靠近所述上夹板（1-1）处还设置有单向阀，所述单向阀由所述上管段（4-1）的外部至其内部单向导通。

7.如权利要求6所述的给水管道在线生物膜取样器，其特征在于，所述取样杆（7）上还设置有标记线（7-5），所述标记线（7-5）至所述采样头（7-1）的垂直距离小于或等于所述上管段（4-1）的长度。

8.一种如权利要求7所述的给水管道在线生物膜取样器的取样方法，其特征在于按照以下步骤进行，

步骤一：首先关闭所述给水管道的通水，随后获取权利要求7所述的给水管道在线生物膜取样器，转动手柄使得所述启闭杆（5）移动并带动所述闸板将所述上管段（4-1）和下管段（4-2）之间截断，即所述管体截流机构处于关闭状态；随后开启所述给水管道的通水运行；

步骤二：将所述取样杆（7）***上所述上管段（4-1）内，推动取样杆（7）在上管段（4-1）中向下移动；观察取样杆（7）上标记线（7-5），待其靠近上管段（4-1）上端处时，此时转动手柄使得所述启闭杆（5）移动并带动所述闸板将所述上管段（4-1）和下管段（4-2）之间完全导通，即闸板的过水孔（2-2）的中心线与上管段（4-1）和下管段（4-2）轴心线相重合，停止转动手柄；

步骤三：推动取样杆（7）继续向下移动，当筒体（7-6）与上管段（4-1）接触时，由于筒体（7-6）与上管段（4-1）通过螺纹连接，转动筒体（7-6）的同时也带动取样杆（7）一起向下移动，直至力矩增大至无法再旋转筒体（7-6）时，停止转动筒体（7-6），此时即取样杆（7）前端的采样头（7-1）与给水管道管壁（8）的开口相配合；

步骤四：待生物膜形成后，当需要提取生物膜时，转动筒体（7-6）并使得其脱离上管段（4-1），并同时缓慢地拔出取样杆（7）；

步骤五：观察取样杆（7）上的标记线（7-5），待其出现时，此时转动手柄使得所述启闭杆（5）移动并带动所述闸板（2）将所述上管段（4-1）和下管段（4-2）之间截断；

步骤六：从上管段（4-1）中取出取样杆（7）进而提取采样头（7-1）上的生物膜；提取生物膜之后，重复上述步骤二至步骤六的操作，即可再次在给水管道中进行生物膜的取样。

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