本申请涉及净水设备的技术领域，尤其是涉及一种多级净水设备。
背景技术：
煤炭是我国的主要能源之一，而在煤炭生产的同时伴随着大量矿井水的排放，这些含悬浮物的矿井水净化处理后能够作为生产和生活用水，不仅合理利用了水资源，而且经济和环境效益明显。
相关技术中授权公告号为cn2512771y的中国专利文件公开了一种适用于矿井水处理的组合式净水设备，包括反应沉淀区和过滤区，过滤区包括过滤配水槽、滤料层和出水管，过滤配水槽设置于滤料层的上方，而出水管设置于滤料层的下方，利用滤料对水中的煤渣进行过滤。
针对上述中的相关技术，发明人认为：当滤料使用一段时间后，滤料层内会积攒较多的煤渣等颗粒污物，影响过滤效果，而滤料取出清洁或更换比较麻烦，通常采用反冲洗的方式直接从下往上对滤料层进行清洁，使滤料能够循环使用。但是反冲洗需要另外设置水源，通过水源提供净水对滤料层进行反冲洗，容易造成水资源浪费。
技术实现要素：
为了解决反冲洗时水资源浪费的问题，本申请提供一种多级净水设备。
本申请提供的一种多级净水设备采用如下的技术方案：
一种多级净水设备，包括机架，所述机架上设置有不同过滤精度的多个净水装置；多个净水装置包括过滤粒径逐级减小的一级净水装置、二级净水装置与三级净水装置；所述一级净水装置的进水端连接水源；所述一级净水装置、二级净水装置与三级净水装置之间设置有多通道控制阀；所述二级净水装置的进水端与出水端均通过管道连接于多通道控制阀；所述多通道控制阀上还设置有连接一级净水装置出水端的进水管、连接三级净水装置进水端的出水管、连接二级净水装置的反冲管、用于排放的污水管；所述多通道控制阀包括用于控制不同管道连通的多个阀芯、用于控制阀芯运动的驱动机构。
通过采用上述技术方案，利用多级不同过滤精度的净水装置对源水进行多次过滤，从而将水中不同大小的煤渣均过滤干净，改善过滤后水的水质；当需要对二级净水装置进行反冲洗时，利用多通道控制阀控制源水的流向，利用抽水泵的动力直接将源水冲入二级净水装置中进行反冲洗，反冲出的煤渣则通过污水管排出，不用外接其他水源，合理利用水资源，减少浪费。
可选的，所述二级净水装置包括罐体，所述罐体内填充有滤料；所述罐体的上端为进水端、下端为出水端，进水端与出水端分别设置有罐顶进水口与罐底出水口；所述罐体的下端还设置有罐底反冲口，所述反冲管连接于罐底反冲口。
通过采用上述技术方案，二级净水装置在正常使用时，多通道控制阀控制水流从罐顶进水口往罐体内进水，水经过滤料过滤后从罐底出水口重新进入多通道控制阀；而当需要对二级净水装置进行反冲时，多通道控制阀控制水流从罐底反冲口向上冲入罐体进行反冲洗，此时的罐顶进水口作为水流出口使用，反冲后的污水通过罐顶进水口进入多通道控制阀，再从污水管排出。
可选的，所述罐体内设置有分隔板，所述分隔板将罐体内腔分隔为上下两个腔室，所述分隔板上设置有滤孔；所述滤料设置于分隔板上方，所述罐底反冲口与罐底出水口均设置于分隔板下方的罐体上；所述罐体内于分隔板下方设置有延伸管，所述延伸管的一端连接罐底反冲口、另一端延伸至分隔板上方。
通过采用上述技术方案，利用分隔板将滤料隔绝在罐底出水口上方，防止滤料在反冲洗过程中从罐底出水口跑出。
可选的，所述多通道控制阀还包括阀体，所述阀体内设置有若干相对独立的阀腔，每个阀腔内单独设置一个阀芯；所述阀体上分别于各个阀芯的外侧设置有至少两个连通阀腔的通口，所述阀芯控制不同的通口相连通。
通过采用上述技术方案，任一阀芯能够独立控制连通对应阀腔外侧的通口，而不同阀腔外侧的通口之间又能够通过管道进行连通，从而实现多种水流方式。
可选的，所述阀体呈竖直设置的直柱体，所述阀腔沿竖直方向间隔设置于阀体上；所述阀体沿竖直方向上的横截面为正多边形；所述阀体的任一侧壁上对应一个阀腔至多设置一个通口。
通过采用上述技术方案，使阀体各个侧壁上对应不同阀腔的通口能够从上至下排列整齐，便于辨认流向并连接管道。
可选的，所述阀芯为球阀，所述阀芯上设置有两端贯通的流体通道，所述流体通道的两端开口能够同时连通两个不同的通口。
通过采用上述技术方案，球阀能够在连通两端通口的同时，将其他通口封闭，防止液体泄露，影响导通控制效果。
可选的，所述驱动机构包括驱动电机与联动杆；所述驱动电机设置于阀体上端；相邻的所述阀腔之间、最上端的阀腔与驱动电机之间均设置有联动孔，所述联动杆转动连接于联动孔内，且联动杆的两端分别与相邻的阀芯或驱动电机的输出轴连接。
通过采用上述技术方案，利用驱动电机带动最上端的阀芯转动，而阀芯之间通过联动杆实现同步转动，从而能够通过一个驱动源直接且同时控制所有阀芯进行通道切换。
可选的，还包括四级净水装置与五级净水装置；所述一级净水装置为篮式过滤器，所述二级净水装置为纤维球过滤器，所述三级净水装置为袋式过滤器，所述四级净水装置为保安过滤器，所述五级净水装置为ro膜过滤器。
通过采用上述技术方案，五个不同净水装置的过滤精度根据级别分别达到200微米、25微米、10微米、5微米与0.001微米，能够逐级将水质提升到可以直接使用的纯净水，且不同级别的净水装置提取的水有不同的用处，能够直接用于不同的场所。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1、利用多级不同过滤精度的净水装置对源水进行多次过滤，从而将水中不同大小的煤渣均过滤干净，改善过滤后水的水质；当需要对二级净水装置进行反冲洗时，利用多通道控制阀控制源水的流向，利用抽水泵的动力直接将源水冲入二级净水装置中进行反冲洗，反冲出的煤渣则通过污水管排出，不用外接其他水源，合理利用水资源，减少浪费；
2、五个不同净水装置的过滤精度根据级别分别达到200微米、25微米、10微米、5微米与0.001微米，能够逐级将水质提升到可以直接使用的纯净水，且不同级别的净水装置提取的水有不同的用处，能够直接用于不同的场所。
附图说明
图1是本申请的正面整体结构示意图；
图2是本申请的背面整体结构示意图；
图3是本申请的罐体内部的剖视结构示意图；
图4是本申请的多通道控制阀的爆炸结构示意图；
图5是本申请的多通道控制阀的管道连接结构示意图；
图6是本申请另一视角的多通道控制阀的管道连接结构示意图；
图7是本申请的多通道控制阀的管道连接简易示意图；
图8是本申请的多通道控制阀在第一状态时的输水流向示意图；
图9是本申请的多通道控制阀在第二状态时的输水流向示意图；
图10是本申请的多通道控制阀在第三状态时的输水流向示意图；
图11是本申请的多通道控制阀在第四状态时的输水流向示意图。
附图标记说明：1、机架；11、输水管道；2、多通道控制阀；21、阀体；211、阀腔；2111、联动孔；212、上层；2121、上通口；213、中层；2131、中通口；214、下层；2141、下通口；22、阀芯；221、流体通道；23、进水管；24、反冲管；25、污水管；26、上导通管；27、下导通管；28、驱动机构；281、驱动电机；282、联动杆；3、一级净水装置；4、二级净水装置；41、罐体；411、罐顶进水口；412、罐底出水口；413、罐底反冲口；414、分隔板；42、反冲机构；421、延伸管；422、水力马达；423、旋转喷杆；5、三级净水装置；6、四级净水装置；7、五级净水装置。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开了一种多级净水设备，参照图1、图2，包括机架1，机架1上固定安装有多个不同过滤精度的净水装置，本实施例中设置为五个净水装置，分别是过滤粒径逐级减小的一级净水装置3、二级净水装置4、三级净水装置5、四级净水装置6与五级净水装置7。
本实施例中，一级净水装置3为并排设置的两个篮式过滤器，两个篮式过滤器的进水口均直接连接源水管道，用于本净水设备整体的进水，而篮式过滤器的过滤精度达到200微米，用于将源水中的煤渣等大颗粒杂质过滤掉实现粗过滤。
二级净水装置4为纤维球过滤器，纤维球过滤器的过滤精度达到25微米。参照图1、图3，其包括罐体41，罐体41的上下两端分别设置有罐顶进水口411与罐底出水口412，罐体41内固定安装有带滤孔的分隔板414，分隔板414将罐体41的内腔分隔为上下两个腔室，上方腔室内填充有大量改性纤维滤料，滤料顺水流方向空隙由大逐渐变小，用于过滤水中较小的固体悬浮物，大的固体悬浮物将在上层被截留，而小的未能被截留的固体悬浮物将下行，由于滤床的空隙逐渐变小，必将在下层被截留,有效地提高了过滤精度和过滤速度。
三级净水装置5为沿输水管道11输送方向排列的两组袋式过滤器，每组袋式过滤器又包括并排设置在输水管道11两侧的两个，袋式过滤器的过滤精度达到10微米，具有处理量大、容污量大、体积小、过滤效果明显、操作简单、运行成本低等特点。
四级净水装置6为保安过滤器，保安过滤器的过滤精度达到5微米，其内设置有多根滤芯，在压力的作用下，使原液通过滤芯，滤渣留在管壁上，滤液透过滤芯流出，从而达到过滤的目的，用来滤除经袋式过滤后的细小物质（例如微小悬浮物、细菌及其它杂质等等），以确保水质过滤精度及保护后面的膜过滤元件不受大颗粒物质的损坏。
五级净水装置7为ro膜过滤器，ro反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术，反渗透膜孔径为纳米级，其过滤精度达到0.001微米，在一定的压力下，h2o分子可以通过ro膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法透过ro膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。
参照图1、图2，当净水装置中过滤下来的污物颗粒较多时，需要对净水装置进行清洗。袋式过滤器、保安过滤器与ro膜过滤器过滤下来的杂质颗粒较小，能够较长时间不用拆洗，因此，三级净水装置5、四级净水装置6与五级净水装置7之间均通过输水管道11逐级连接即可；且每一级的输水管道11还分别连接一个出水管道，通过阀门来控制输出不同过滤精度的水。篮式过滤器结设置有两个，可以交替使用，从而实现单独拆洗或反冲。而纤维球过滤器内的滤料不易取出，且因煤渣源水中污物颗粒较多，需要频繁对滤料由下至上进行反冲，操作麻烦、浪费水资源，因此于一级净水装置3、二级净水装置4与三级净水装置5之间安装一个多通道控制阀2，用于控制改变源水流向，直接利用源水对滤料进行反冲洗。
本实施例将图1中净水设备的正面设为前侧、左端设为左侧、右端设为右侧，而图2中源水管道连接侧则设为后侧。
参照图4，多通道控制阀2包括阀体21与三个阀芯22。阀体21内从上至下设置有三个相对独立的阀腔211，三个阀芯22分别沿同一轴心线转动连接于三个阀腔211内。阀体21呈竖直设置的直柱体，其沿阀芯22轴心线方向上的截面呈正方形，且阀体21的四个侧壁分别朝向前侧、左侧、右侧与后侧。阀体21对应三个阀腔211的位置可分为上层212、中层213与下层214，上层212、中层213与下层214的侧壁上分别设置有若干连通对应阀腔211的通口。其中，上层212的四个侧壁上均开设有连通阀腔211的上通口2121；中层213的前侧、左侧与后侧均开设有连通阀腔211的中通口2131；下层214的后侧、左侧与右侧均开设有连通阀腔211的下通口2141。
参照图4，阀芯22为球阀，阀芯22上设置有呈直角状的流体通道221，通过转动阀芯22能够控制流体通道221的两端分别连通不同的通口，以改变水流的输送方向，或是控制流体通道221的端口朝向阀腔211内未设置通口的一侧，以断开该层阀腔211内的水流输送。且上层212、中层213与下层214内阀芯22的流体通道221分别朝向不同的角度方向，三个阀芯22的流体通道221朝向之间的角度差为90度的倍数。
参照图4、图5，阀体21上设置有用于驱动所有阀芯22转动的驱动机构28，驱动机构28包括驱动电机281与联动杆282。驱动电机281固定安装于阀体21顶端，相邻两个阀腔211之间、最上端的阀腔211与驱动电机281之间均开设有联动孔2111，联动杆282转动连接于联动孔2111内，且联动孔2111与联动杆282之间做转动密封处理。联动杆282的两端呈一字型，阀芯22端部则开设有与联动杆282配合的一字槽，通过驱动电机281带动最顶端的联动杆282转动，其余联动杆282实现三个阀芯22同步转动，从而能够通过一个驱动源直接且同时控制所有阀芯22进行通道切换。
参照图5、图6，一级净水装置3的出水端连接有进水管23，进水管23的前端分支设置有两根分管，两根分管分别连接上层212前侧与后侧的上通口2121；上层212右侧的上通口2121连接有一根反冲管24，而罐体41的底部设置有罐底反冲口413，反冲管24的另一端与罐底反冲口413连接；上层212左侧的上通口2121连接有上导通管26，上导通管26的前端分支设置有三根分管，三根分管分别连接中层213的前侧、后侧以及罐顶进水口411。中层213左侧的中通口2131连接有下导通管27，下导通管27的前端分支设置有两根分管，其中一根分管连接下层214左侧的下通口2141，另一根分管连接有污水管25。下层214后侧的下通口2141通过管道与罐底出水口412连接，而下层214右侧的下通口2141通过输水管道11与三级净水装置5连接。
根据阀体22的形状、以及阀腔四周的通口数量，使驱动电机281沿顺时针方向转动阀芯21，且每次转动90度，分为四个通水状态，转动四次为一个周期，循环往复。
参照图7，当初始状态下往本净水设备内通入源水时，源水经过一级净水装置3过滤后通过进水管23流向上层212。此时，上层212的流体通道221两端分别连通左侧与前侧的上通口2121，而中层213的流体通道221其中一端朝向未开设中通口2131的右侧，下层214的流体通道221两端分别连通左侧与后侧的下通口2141。则水会从上层212前侧的上通口2121进入阀腔211内、从左侧上通口2121流出，并进入上导通管26，由于中层213断开，水会沿着上导通管26从罐顶进水口411进入罐体41内。而此时罐体41内还未存有源水，则可将进水速率调至大于纤维球过滤器的过水速率，对罐体41内进行储水，而从罐底出水口412流出的水会通过下层214后侧的下通口2141进入阀腔211内、从左侧下通口2141流出，最终通过污水管25排出；也可以通过阀门将罐底出水口412或其他下级出水管道封闭，来对罐体41内进行储水。
参照图8，当罐体41内水位上升至滤料上方时，调节进水速率或打开阀门，使纤维球过滤器正常使用，并将所有阀芯22顺时针转动90度，使上层212的流体通道221两端分别连通左侧与后侧的上通口2121，而中层213的流体通道221仍然有一端朝向未开设中通口2131的右侧，处于断开状态，下层214的流体通道221两端则分别连通右侧与后侧的下通口2141。此时，二级净水装置4处于正常工作状态，一级净水装置3过滤后的源水经过上层212后进入罐体41内，经过滤料过滤后从罐底出水口412排出，并经过下层214进入三级净水装置5。
参照图9，当需要对二级净水装置4的滤料进行反冲时，再将所有阀芯22顺时针转动90度，使上层212的流体通道221两端分别连通右侧与后侧的上通口2121，中层213的流体通道221两端分别连通左侧与前侧的中通口2131，而下层214的流体通道221其中一端朝向未开设下通口2141的前侧，处于断开状态。此时，从一级净水装置3流出的水会通过上层212进入反冲管24，再从底部的罐底反冲口413向上进入罐体41内，从而对罐体41内的滤料进行反冲洗，而反冲洗之后的脏水再向上通过罐顶进水口411进入上导通管26、接着经过中层213、最终通过污水管25排出。
参照图10，罐体41内设置有反冲机构42，反冲机构42包括延伸管421、水力马达422与旋转喷杆423。水力马达422固定安装在罐体41内的分隔板414下方，而延伸管421的一端连接罐底反冲口413内侧、另一端连接水力马达422的进水口；旋转喷杆423固定连接于水力马达422的驱动轴并向上延伸至分隔板414上方，且旋转喷杆423中空设置并与水力马达422的出水口连通。当源水通过延伸管421冲入水力马达422中时，水力马达422受水力驱动并带动旋转喷杆423转动，而源水同时从旋转喷杆423的端口喷出至滤料内，从而实现边旋转边冲洗的效果。
参照图11，继续将所有阀芯22顺时针转动90度，使上层212的流体通道221两端分别连通右侧与前侧的上通口2121，中层213的流体通道221两端分别连通左侧与后侧的中通口2131，下层214的流体通道221其中一端朝向未开设下通口2141的前侧。此时的上层212依然连通一级净水装置3与罐底反冲口413、中层213依然连通罐顶进水口411与污水管25、下层214仍然处于断开状态，阀体21流通方向与上一状态基本一致，继续进行反冲洗功能。
此时再将所有阀芯22转动90度即可使阀芯22复位回到第一状态，即从罐顶进水口411朝罐体41内进水、从罐底出水口412朝外排水。区别在于此时罐体41内水位在滤料上方，且不再对进水速率进行调节，也不再将罐底出水口412或其他下级出水管道封闭，因为在纤维球过滤器反冲洗结束后刚开始正常工作时，罐体41底部还留有大量反冲洗时下沉的煤渣，此时罐底出水口412与污水管25相连通，能够利用过滤水带动底部的煤渣通过污水管25排出。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
技术特征：
1.一种多级净水设备，包括机架(1)，所述机架(1)上设置有不同过滤精度的多个净水装置；多个净水装置包括过滤粒径逐级减小的一级净水装置(3)、二级净水装置(4)与三级净水装置(5)；所述一级净水装置(3)的进水端连接水源；其特征在于：所述一级净水装置(3)、二级净水装置(4)与三级净水装置(5)之间设置有多通道控制阀(2)；所述二级净水装置(4)的进水端与出水端均通过管道连接于多通道控制阀(2)；所述多通道控制阀(2)上还设置有连接一级净水装置(3)出水端的进水管(23)、连接三级净水装置(5)进水端的出水管、连接二级净水装置(4)的反冲管(24)、用于排放的污水管(25)；所述多通道控制阀(2)包括用于控制不同管道连通的多个阀芯(22)、用于控制阀芯(22)运动的驱动机构(28)。
2.根据权利要求1所述的多级净水设备，其特征在于：所述二级净水装置(4)包括罐体(41)，所述罐体(41)内填充有滤料；所述罐体(41)的上端为进水端、下端为出水端，进水端与出水端分别设置有罐顶进水口(411)与罐底出水口(412)；所述罐体(41)的下端还设置有罐底反冲口(413)，所述反冲管(24)连接于罐底反冲口(413)。
3.根据权利要求2所述的多级净水设备，其特征在于：所述罐体(41)内设置有分隔板(414)，所述分隔板(414)将罐体(41)内腔分隔为上下两个腔室，所述分隔板(414)上设置有滤孔；所述滤料设置于分隔板(414)上方，所述罐底反冲口(413)与罐底出水口(412)均设置于分隔板(414)下方的罐体(41)上；所述罐体(41)内于分隔板(414)下方设置有延伸管(421)，所述延伸管(421)的一端连接罐底反冲口(413)、另一端延伸至分隔板(414)上方。
4.根据权利要求1所述的多级净水设备，其特征在于：所述多通道控制阀(2)还包括阀体(21)，所述阀体(21)内设置有若干相对独立的阀腔(211)，每个阀腔(211)内单独设置一个阀芯(22)；所述阀体(21)上分别于各个阀芯(22)的外侧设置有至少两个连通阀腔(211)的通口，所述阀芯(22)控制不同的通口相连通。
5.根据权利要求4所述的多级净水设备，其特征在于：所述阀体(21)呈竖直设置的直柱体，所述阀腔(211)沿竖直方向间隔设置于阀体(21)上；所述阀体(21)沿竖直方向上的横截面为正多边形；所述阀体(21)的任一侧壁上对应一个阀腔(211)至多设置一个通口。
6.根据权利要求5所述的多级净水设备，其特征在于：所述阀芯(22)为球阀，所述阀芯(22)上设置有两端贯通的流体通道(221)，所述流体通道(221)的两端开口能够同时连通两个不同的通口。
7.根据权利要求5所述的多级净水设备，其特征在于：所述驱动机构(28)包括驱动电机(281)与联动杆(282)；所述驱动电机(281)设置于阀体(21)上端；相邻的所述阀腔(211)之间、最上端的阀腔(211)与驱动电机(281)之间均设置有联动孔(2111)，所述联动杆(282)转动连接于联动孔(2111)内，且联动杆(282)的两端分别与相邻的阀芯(22)或驱动电机(281)的输出轴连接。
8.根据权利要求1所述的多级净水设备，其特征在于：还包括四级净水装置(6)与五级净水装置(7)；所述一级净水装置(3)为篮式过滤器，所述二级净水装置(4)为纤维球过滤器，所述三级净水装置(5)为袋式过滤器，所述四级净水装置(6)为保安过滤器，所述五级净水装置(7)为ro膜过滤器。
技术总结
本申请涉及一种多级净水设备，包括机架，机架上设置有过滤粒径逐级减小的一级净水装置、二级净水装置与三级净水装置；一级净水装置、二级净水装置与三级净水装置之间设置有多通道控制阀；多通道控制阀上设置有连接一级净水装置出水端的进水管、连接三级净水装置进水端的出水管、连接二级净水装置的反冲管、用于排放的污水管；二级净水装置的进水端与出水端均通过管道连接于多通道控制阀。利用多级不同过滤精度的净水装置对源水进行多次过滤，从而将水中不同大小的煤渣均过滤干净，改善过滤后水的水质；且多通道控制阀能够将源水直接冲入二级净水装置中进行反冲洗，反冲出的煤渣则通过污水管排出，实现多功能操作控制。
技术开发人、权利持有人：罗涛;孔文平;宋元军
