CN101489938B - 用于捕获水网中流动的水中产生气味和/或味道的物质的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于捕获产生气味和/或味道的物质的装置(10)，所述物质存在于总水管(water main)中的连续流过管路(12)的水中。其特征在于所述装置(10)包括：捕获装置(22)，用于捕获所述物质；至少一个腔件(18)，其用于容置所述捕获装置(22)并且干线水(mains water)可以流过所述捕获装置；以及液体连通装置(14；42)，位于所述腔件(18)与所述管路(12)之间。本发明应用于饮用水网(drinking water mains)。
Description
技术领域
本发明涉及配水网(water distribution network)，特别涉及用于分配饮用水的水网(network)。尤其特别地，本发明涉及一种用于捕获(capture)在配水网的管路中流动的水中产生气味和/或味道的物质的装置和方法。
背景技术
术语“捕获”用于表示采集或提取产生气味和/或味道的物质从而对这些物质进行检测(characterize)，以便系统地清除这些物质。
在本领域中，法定要求或者根据需求需要周期性地监测水质，并且尤其要求监测由水网分配的饮用水。
特别在配水网的用户或使用者发现可能的特殊味道和/或气味时可以进行这种检测。
当前，当在水中发现不良的气味和/或味道时，程序如下：
·相关人员呼叫配水网的投诉中心(complaints center)；
·配水网的工作人员前往所述的发现地点以采集一瓶水样；
·样品随后送至分析实验室；
·随后提取产生所述气味和/或味道的可疑物质；以及
·分析所提取的物质。
参照上述步骤，通常认为需要大约两小时进行提取，而且可以在随后的24小时内进行分析。
然而，已知产生气味和/或味道的物质随着时间间歇地出现在水中并且所述可疑组分的气味(或味道)的阈界与通常使用的检测设备的灵敏度相比极低。
因此，上述过程在其有效性的时限内很快地到达极限。
换句话说，现有技术的过程的问题在于，在取出样品的时刻与在实验室中进行提取的时刻之间保存产生水的味道和气味的全部“基体(matrix)”的问题，以及在测试人员(taster)检测出味道与取出样品的时刻之间所消耗的时间通常很长。
然而，这是通常用于检测某些水的气味和/或味道的源头的过程。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够克服现有技术的缺陷的装置和方法，并且特别地其可以直接从水网提取可能对应于产生气味和/或味道的物质的组分。
特别地，需要提供一种装置和方法，其可以至少在所选的时刻并且连续地提取可能对应于产生气味和/或味道的物质的间歇性存在的分子，并且所述装置和方法通过随着时间累积来自样品的气味分子来进行简单快捷的操作并且灵敏度更高。
为此目的，根据本发明，提供一种用于捕获产生气味和/或味道的物质的装置，所述物质存在于配水网中连续流过管路的水中，其特征在于所述装置包括：
·捕获装置，用于捕获所述物质，所述捕获装置为通过吸附进行作用的类型；
·至少一个腔件，容置所述捕获装置并且适用于水流经的所述水网；以及
·液体连通装置，位于所述腔件与所述管路之间。
以此方式，可以理解的是通过设置装置可以在任意时刻在水网的连续的基底上(on a continuous basis)捕获任意在水中产生气味和/或味道的物质，并且特别地通常为了检测水质的目的不需人员执行提取步骤，由此限制了相应的成本。
这种技术方案还具有额外的优点，即不仅使得易于对水本身提取，而且可以在很长的时间段内这样做，由此使得即使造成水的气味和/或味道的分子间歇地出现时也可以捕获这些分子。
例如，通过两端开口的管形成水与捕获装置之间的提供接触的腔件。
总体来说，本发明的技术方案可以显著改进查找(search)气味组分的性能以鉴别找到的物质，并且因此早作反应以寻求改进水质。
通过吸附进行作用的类型的所述捕获装置优选包括至少一个支承件，所述支承件容置至少一个捕获元件，所述捕获元件包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)层(PDMS能直接覆盖支承件或者可以设置在本身安装在支承件上的捕获元件的表面上)。
类似优选地，所述支承件包括磁性板，所述磁性板由聚二甲基硅氧烷(PDMS)类聚合物覆盖。例如，磁性板可以为由聚二甲基硅氧烷(PDMS)类聚合物覆盖并且磁性条已密封在其中的玻璃棒。
Gerstel Systemtechnik GmbH&Co.，KG公司的专利文献EP 1 039 288，EP 1 406 077和EP 1 610 124描述了此种捕获装置。
根据本发明，随后为了防止由于用在装置中并且与水接触的材料而导致的测量误差，优选采用不放出干扰捕获气味分子的组分的原料构成装置。例如，使用聚四氟乙烯(PTFE)或Teflon(注册商标)、不锈钢、和/或玻璃制成。
此外，在优选的实施例中，所述液体连通装置包括快速连接系统以连接至在使用者处的出口龙头。
在另一优选实施例中，所述液体连通装置包括在管路与所述腔件之间的出口装置(即用于实现液体连通(wet connection)的装置)以及从所述腔件排出水的装置。因此，形成的液体连通不会干扰沿着城市和建筑物的配水管路的流动。以示例的方式，出口装置包括主要由管座和旋塞构成的连接件。
采用的所述出口装置还可以包括旋塞或阀。
优选地，可以设有出口装置以包括可拆卸的紧固系统，所述紧固系统使得可以方便地更换腔件。
在另一个有利的布置中，所述液体连通装置包括流量计。合适的情况下，流量计可以控制流过接触腔件的水的流速。
在实施例变型中，所述装置还包括一种系统，所述系统使得作为标准的液体溶液连同流过所述腔件的水一同被注入所述腔件中。液体溶液为一种包含一种或多种适用于通过吸附支承件吸附以鉴别标准分子(identifiedstandard molecule)的溶液，并且可以量化采集的组分。
本发明还提供一种捕获在配水网中连续流过管路的水中的产生气味和/或味道的物质的方法。
为此目的，为了实现所述捕获方法，本发明使水网的水流过腔件，所述腔件容置用于捕获所述物质的捕获装置并且通过液体连通装置连接至管路。
优选采用一种或多种以下布置：
·对流过所述腔件的水还进行测量和/或调节；以及
·作为标准的液体溶液在水流过所述腔件的同时也被注入所述腔件中。
在本发明的内容中，实现所述方法和所述装置特别用于饮用水网。
附图说明
以下通过示例以及参照附图所做的说明描述了本发明的其他优点和特征，其中：
图1为本发明的装置的整体概略性立体示意图；
图2详细示出了用于捕获在水中产生气味和/或味道的物质的腔件和装置；
图3为包含在图2所示的腔件中的捕获装置的剖面图；
图4为本发明的装置的一种变型的整体概略性立体示意图；
图5至图7示出了根据本发明的装置的另一种变型实施例；以及
图8至图9示出了用于实现根据图5至图7的变型的两种其他技术方案。
具体实施方式
在图1中可见根据本发明的装置10安装在主管路12上，该主管路12例如为形成饮用水分配网的部分。为此目的，出口装置(tapping means)14安装在管路12上并且通过第一软管16连接至腔件18的入口，所述腔件18的出口连接至第二软管以输送水。
出口装置14和第一软管16形成位于腔件18与主管路12之间的液体连通装置(hydraulic linking and connection means)。应该注意的是，通常由管座(pipe saddle)和旋塞(stop cock)构成的出口装置14可以形成可拆卸的紧固系统以将第一软管16安装在主管路12上，并因此将腔件18安装在主管路12上。
如图2中更加清晰可见的是，腔件18为具有圆柱状截面的管，优选由不锈钢或聚四氟乙烯(PTFE)制成，其两端分别由密封联结件(coupling)181和182闭合，所述联结件181和182使得包含在腔件18中的空间能够分别连接至第一软管16和第二软管20。
此外，腔件18包含捕获装置22以捕获在管路12中流动的水中产生气味和/或味道的物质。为此目的，在示出的实施例(见图2、图3、图6和图7)中，该捕获装置22包括支承板221，在所述支承板221的背面已安装有磁性板222，所述磁性板222用于保持捕获元件223，所述捕获元件223通过由磁体作用对产生气味和/或味道的物质进行吸附而发生作用，并且所述捕获元件223安装在支承板221的另一侧。
支承板221优选由不锈钢制成，磁性板222由Teflon或PTFE层224覆盖。
选择腔件18和捕获装置22的所有材料以防止释放任何可能干扰捕获造成水中气味和/或味道的分子的物质：特别有利地由不锈钢、玻璃和/或Teflon(注册商标)制成。
磁性板222优选装配(staple)在支承板221上并且主要用于保持包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)层的吸附支承件223。
在示出的实施例中，通过吸附进行作用的捕获元件223为商用的传统磁条，所述磁条包括长形磁体，所述长形磁体覆有玻璃护套(sheath)并且具有围绕玻璃护套设置的聚二甲基硅氧烷(PDMS)套以形成适当的吸附元件。
可选地(未示出)，捕获元件223可由通过粘结方式补丁状连接至支承板221的聚二甲基硅氧烷(PDMS)层(在这种情况下不需要磁性板222，即便需要磁性板222也不需要其PTFE层224)形成。
因此可以理解的是，通过使来自管路12的水流过腔件18，可以由捕获装置22连续地捕捕获那些可能造成水的气味和/或味道的物质。只要在通过第二排水软管20被排出至排水管之前的水从管路12通过第一软管16流过腔件18并随后由腔件18流出就可进行这种捕捕获，
应该理解的是，腔件18形成可包括多个通过吸附进行作用的捕获元件223的接触腔件，所述捕获元件223可以并行设置或者串行设置。
类似地，可以在安装在管路12上的出口装置14的下游并联或者串联地设置多个腔件18。
在对从配水网通过管路和出口装置14而来的水进行充分接触(由使用者确定该周期)和/或可能连同报告文件(information documentation)之后，通过打开两个联结件181和182中的至少其中之一从捕获腔件18中取出捕获装置22，随后对通过吸附进行作用的捕获元件223进行分析以检测产生水的气味和/或味道的分子。
在图4所示的实施例变型中，在出口装置14与腔件18之间，第一软管16装配有流量计24和闸阀26，以便测量水流向腔件18处的流速并且同时可以调节此流速。
此外，在图4中，设有系统30以将标准溶液平行地注入腔件18中，所述标准溶液包括浓度已知的至少一种能被通过吸附进行作用的捕获元件223吸附的易于鉴别的分子。标准溶液被保存在瓶32中，所述瓶32通过泵34并且可能通过与另一流量计38相连的闸阀连接至第一软管16。
因此，在此种结构中，通过泵34对捕获装置10供给保存在瓶32中的标准溶液，所述泵34以恒速操作并且以位于腔件18上游的流量计24测定的供给速度和标准溶液的浓度作为参数进行调节。
在图5至图7所示的另一可选实施例中，可以将装置10直接固定至龙头(faucet)40的端部。在这种情况下，如图6和图7详细示出的，使用快速连接系统(quick-coupling system)42以取代为了形成腔件18与龙头40的一端之间的液体连通装置而使用的出口装置14和第一软管16，。
如图5至图7所示的快速连接系统42由端件421构成，所述端件421由具有弯部的通路422贯穿，所述端件421具有入口，所述入口适用于容置龙头40的自由端部，并且所述端件421具有与腔件18内部连通的弯部的相对端。
因此腔件18的一端(图7的顶部)由取代图2中的密封联结件182的密封盖183闭合，同时腔件18的另一端(图7的底部)仍然设有密封联结件181，所述密封联结件181用于排出已经流过腔件18内部的水。
图8示出了图5至图7所示的第一其他变型实施例，其中，装置10直接位于龙头40的端部。在这种情况下，快速连接系统42螺纹连接安装在腔件18′上，所述腔件18′容置捕获装置22′并且包括套管(housing tube)形式的支承件221′，所述支承件221′设有多个通孔(through orifice)，每个通孔能够容置捕获元件223′。每个捕获元件223′为中空玻璃管状，其内壁涂布有聚二甲基硅氧烷(PDMS)层，部分流过腔件18′的水流在龙头40的出口处流过所述捕获元件223′。
在图8中，形成捕获元件223′的七个中空玻璃管分别封装在七个支承孔221′中。然而，应该理解的是，支承件221′上可以设置数目不为七个的通孔，或者实际上由至少一个支承孔221′足以容置捕获元件223′使得装置10起作用，即捕获在流过装置10的水中产生气味和/或味道的物质。在图8中，管嘴(tap-nozzle)186位于腔件18′的底部。
在图8所示的此第一技术方案中，当需要检测已经被收集在涂布在形成捕获元件223′的中空玻璃管内壁的聚二甲基硅氧烷(PDMS)层上的产生气味和/或味道的物质时，在执行分析之前可以(suffices to)移除支承件221′并移除至少一个形成捕获元件223′的中空玻璃管。
图9示出了图5至图7所示的第二其他变型实施例，其中装置10直接连接至龙头40的端部。如图9所示，腔件18″通过合适的快速连接系统42连接至龙头40的端件，并且其为滚筒(drum)状，基于捕获装置22″以水磨(water mill)原理工作的腔件18包括：
·转轴221″，适用于沿与水从龙头40流动的方向垂直的方向相对于腔件18″转动，并偏移水离开龙头40的流动中心(flow axis)；以及
·叶片223″，安装在转轴221″上并且至少在龙头40的出口处的水流过的腔件18″的表面上覆盖有聚二甲基硅氧烷(PDMS)层。
应该理解的是，转轴221″用于支承叶片223″，所述叶片223″自身形成通过吸附进行作用的活动捕获元件223″。
在图9所示的此第二技术方案中，当需要检测已经在叶片223″上的聚二甲基硅氧烷(PDMS)层收集的产生气味和/或味道的物质时，可以用另一腔件18″替换腔件18″，否则可以采用(make provision for)开启腔件18″并更换一个或多个叶片223″或者由支承轴221″和叶片223″形成的组件。
Claims (26)
1.一种用于捕获产生气味和/或味道的物质的装置(10)，所述物质存在于配水网中连续流过管路(12)的水中，其特征在于，所述装置包括：
·捕获装置，用于捕获所述物质，所述捕获装置为通过吸附进行作用的类型，并且包括至少一个支承件，所述支承件容置至少一个捕获元件，所述捕获元件包括聚二甲基硅氧烷层；
·至少一个腔件，容置所述捕获装置并且适用于水流经的所述水网；以及
·液体连通装置，位于所述腔件与所述管路(12)之间。
2.如权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述支承件包括磁性部(222)。
3.如权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，形成所述装置(10)的材料不放出干扰捕获气味分子的组分。
4.如权利要求2所述的装置(10)，其特征在于，形成所述装置(10)的材料不放出干扰捕获气味分子的组分。
5.如权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述液体连通装置包括快速连接系统以接合至在使用者处的出口龙头(40)。
6.如权利要求2所述的装置(10)，其特征在于，所述液体连通装置包括快速连接系统以接合至在使用者处的出口龙头(40)。
7.如权利要求3所述的装置(10)，其特征在于，所述液体连通装置包括快速连接系统以接合至在使用者处的出口龙头(40)。
8.如权利要求4所述的装置(10)，其特征在于，所述液体连通装置包括快速连接系统以接合至在使用者处的出口龙头(40)。
9.如权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述液体连通装置包括在所述管路(12)与所述腔件之间的出口装置(14)以及自所述腔件排出水的装置。
10.如权利要求2所述的装置(10)，其特征在于，所述液体连通装置包括在所述管路(12)与所述腔件之间的出口装置(14)以及自所述腔件排出水的装置。
11.如权利要求3所述的装置(10)，其特征在于，所述液体连通装置包括在所述管路(12)与所述腔件之间的出口装置(14)以及自所述腔件排出水的装置。
12.如权利要求4所述的装置(10)，其特征在于，所述液体连通装置包括在所述管路(12)与所述腔件之间的出口装置(14)以及自所述腔件排出水的装置。
13.如权利要求9所述的装置(10)，其特征在于，所述出口装置(14)包括旋塞或阀。
14.如权利要求10所述的装置(10)，其特征在于，所述出口装置(14)包括旋塞或阀。
15.如权利要求11所述的装置(10)，其特征在于，所述出口装置(14)包括旋塞或阀。
16.如权利要求12所述的装置(10)，其特征在于，所述出口装置(14)包括旋塞或阀。
17.如权利要求9至16中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述出口装置包括可松脱的紧固系统，所述紧固系统使得可以更换所述腔件。
18.如前述权利要求1至16中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述液体连通装置包括流量计(24)。
19.如权利要求17所述的装置(10)，其特征在于，所述出口装置包括可松脱的紧固系统，所述紧固系统使得可以更换所述腔件。
20.如前述权利要求18所述的装置(10)，其特征在于，所述装置(10)还包括系统(30)，所述系统(30)使得作为标准的液体溶液连同流过所述腔件的水一同被注入所述腔件中。
21.如前述权利要求19所述的装置(10)，其特征在于，所述装置(10)还包括系统(30)，所述系统(30)使得作为标准的液体溶液连同流过所述腔件的水一同被注入所述腔件中。
22.一种捕获在配水网中连续流过管路(12)的水中的产生气味和/或味道的物质的方法，通过使水从水网流过包括用于捕获所述物质的捕获装置的腔件，所述捕获装置为通过吸附进行作用的类型并且包括至少一个支承件，所述支承件容置至少一个捕获元件，所述捕获元件包括聚二甲基硅氧烷层，所述腔件通过液体连通装置连接至所述管路(12)。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，对流过所述腔件的水还进行测量和/或调节。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，作为标准的液体溶液在水流过所述腔件的同时也被注入所述腔件中。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，作为标准的液体溶液在水流过所述腔件的同时也被注入所述腔件中。
26.如权利要求22至25中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法用于饮用水网。
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