本发明涉及一种自清洁多段组合式环保过滤装置，属于净水设备技术领域。
背景技术：
随着生产技术的不断发展，水质问题逐渐成为日常生活关心的重点问题，净水器的出现无疑是社会发展的必然，
净水器也叫净水机、水质净化器，是按对水的使用要求、对水质进行深度过滤、净化处理的水处理设备。其技术核心为滤芯装置中的过滤膜，目前主要技术来源于超滤膜和ro反渗透膜两种。净水器可有效滤除水中的铁锈、砂石、胶体以及吸附水中余氯、嗅味、异色、农药等化学药剂。可有效去除水中的细菌、病菌、毒素、重金属等杂质。净水技术在饮用水领域的应用，使得“水土不服”的现象会很快成为历史，有效地解决了很多地方由于地下水中有害物质超标而造成的地方性疾病。
现有净水器多设置各类滤芯用于针对水质进行逐级过滤，众所周知，滤芯是有寿命的，即使用时长达到其寿命时，即需要针对滤芯进行替换，这无疑增加了操作与成本，但是这对于现有的净水器是不可避免的，并且要真正做到免更换、免操作，在净水方面还需要更多的研发与努力，但是在滤芯使用方面，我们还可以通过延长滤芯使用寿命的方式，减少操作与替换，未尝不是可选之法，不过此方式同样还需技术人员的努力。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用全新模块化组合结构设计，能够实现高效自清洁，延长滤芯使用寿命的自清洁多段组合式环保过滤装置。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种自清洁多段组合式环保过滤装置，包括至少一段净水装置，通过总控模块针对依次相对接的各段净水装置，实现自清洁操作；各段净水装置的结构彼此相同，各段净水装置分别均包括主管道、滤膜本体和自清洁装置；
其中，各段净水装置中：主管道两端敞开、且相互贯通，滤膜本体以其边缘一周与主管道内壁相固定连接的方式、固定设置于主管道中，将主管道内部划分为待净化区域与已净化区域，且由待净化区域指向已净化区域的方向与水流流经主管道内部的方向相一致；
主管道水平姿态设置，自清洁装置包括蓄水舱体、气泵、取水管道、第一出水管道、第二出水管道、排水管道和至少四个喷水嘴装置，蓄水舱体通过第一支架固定连接于主管道上、对应已净化区域的外壁的最低位置；蓄水舱体表面设置贯穿其内部的取水口、进气口和出水口；
主管道上、对应已净化区域的外壁的最低位置，分别设置贯穿主管道内外空间的取水通孔和第一出水通孔，主管道上、对应待净化区域的外壁的最低位置，设置贯穿主管道内外空间的第二出水通孔；取水管道两端敞开、且相互贯通，取水管道位于主管道的外部，取水管道的其中一端通过取水电控阀门对接主管道外壁上的取水通孔，取水管道的口径与蓄水舱体表面取水口的口径相等，取水管道另一端竖直向下，并对接蓄水舱体表面的取水口；
气泵通过第二支架固定设置于主管道的外壁上，气泵出气孔与蓄水舱体表面的进气口相对接；
排水管道两端敞开、且相互贯通，排水管道置于主管道的下方，排水管道的外壁上分别设置贯穿其内外空间的第一进水通孔、第二进水通孔，第一进水通孔的口径与第一出水管道的口径相等，第二进水通孔的口径与第二出水管道的口径相等；第一出水管道的其中一端通过第一出水电控阀门对接主管道上的第一出水通孔，第一出水管道的另一端竖直向下，并对接排水管道上的第一进水通孔；第二出水管道的其中一端通过第二出水电控阀门对接主管道上的第二出水通孔，第二出水管道的另一端竖直向下，并对接排水管道上的第二进水通孔；
各个喷水嘴装置分别通过固定件固定设置于主管道对应已净化区域的内壁一周，各相邻喷水嘴装置设置位置间的跨度距离彼此相等，各个喷水嘴装置的喷嘴指向滤膜本体，并且所有喷水嘴装置的工作喷水区域覆盖滤膜本体整个表面，各个喷水嘴装置的末端分别经各根水管相连汇总，并与蓄水舱体表面的出水口相对接；
各段净水装置基于水流流经方向依次相连对接，其中，相邻净水装置中主管道的彼此相对端之间通过主电控阀门实现可拆分式对接，相邻净水装置中排水管道的彼此相对端之间通过连接件实现可拆分式对接；基于各段净水装置的对接，沿水流流经方向、第一段净水装置中主管道的外侧端通过主电控阀门对接供水管路，沿水流流经方向、最后一段净水装置中主管道的外侧端通过主电控阀门对接出水管路；沿水流流经方向，首尾净水装置中的其中一段净水装置的排水管道外侧端对接下水道管路，另一段净水装置的排水管道外侧端封闭；各段净水装置中的气泵、取水电控阀门、第一出水电控阀门、第二出水电控阀门，以及相邻净水装置之间的主电控阀门分别与总控模块相连接。
作为本发明的一种优选技术方案：所述各段净水装置分别还包括外罩体，各段净水装置中，蓄水舱体、气泵、取水管道、第一出水管道、第二出水管道、排水管道均位于所设置主管道的同一侧，外罩体的其中一面敞开，外罩体以其敞开面罩设于蓄水舱体、气泵、取水管道、第一出水管道、第二出水管道、排水管道上，且外罩体敞开面的边缘对接主管道的外壁，以及排水管道的两端分别穿出外罩体的表面。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括同步电机驱动电路，所述各段净水装置中的气泵相互并联，构成气泵机组，气泵机组经同步电机驱动电路与所述总控模块相连接，其中，同步电机驱动电路包括第一npn型三极管q1、第二npn型三极管q2、第三pnp型三极管q3、第四pnp型三极管q4、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4；其中，第一电阻r1的一端连接总控模块的正级供电端，第一电阻r1的另一端分别连接第一npn型三极管q1的集电极、第二npn型三极管q2的集电极；第一npn型三极管q1的发射极和第二npn型三极管q2的发射极分别连接在气泵机组的两端上，同时，第一npn型三极管q1的发射极与第三pnp型三极管q3的发射极相连接，第二npn型三极管q2的发射极与第四pnp型三极管q4的发射极相连接；第三pnp型三极管q3的集电极与第四pnp型三极管q4的集电极相连接，并接地；第一npn型三极管q1的基极与第三pnp型三极管q3的基极相连接，并经第二电阻r2与总控模块相连接；第二npn型三极管q2的基极经第三电阻r3与总控模块相连接；第四pnp型三极管q4的基极经第四电阻r4与总控模块相连接。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括通信模块，所述总控模块与通信模块相对接。
作为本发明的一种优选技术方案：所述各段净水装置中的气泵为无刷电机气泵。
作为本发明的一种优选技术方案：所述总控模块为微处理器。
作为本发明的一种优选技术方案：所述微处理器为arm处理器。
本发明所述一种自清洁多段组合式环保过滤装置采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
(1)本发明设计的自清洁多段组合式环保过滤装置，采用全新模块化组合结构设计，利用各段净水装置之间的组合，在总控模块的统一控制下，实现净水与自清洁操作，其中，各段净水装置之间通过主电控阀门进行对接，利用水流在各段净水装置中主管道中的流动实现净水，同时基于各主电控阀门的断开，将各段净水装置彼此隔离开，分别引各段净水装置中已净化区域的水至对应蓄水舱体中，再结合对应气泵的注气操作，用蓄水舱体中洁净的水，经喷水嘴装置针对对应主管道中的滤膜本体进行清洁，清洁过程中考虑水流过滤流动方向，准确实现针对滤膜本体的清洁操作，并在清洁之后，通过主管道中待净化区域、已净化区域分设的出水管道，将清洁之后的水排至对应排水管道中，并最终排向下水道管路，完成自清洁操作，整个过程完全自动化，能够针对滤芯实现高效自清洁，延长滤芯使用寿命；
(2)本发明设计的自清洁多段组合式环保过滤装置中，分别针对各段净水装置，还增设外罩体，将各段净水装置中的蓄水舱体、气泵、取水管道、第一出水管道、第二出水管道、排水管道罩设于内，如此能够最大限度保证各段净水装置外观的整洁性，避免繁琐的结构暴露于外部，影响整体的美观度；
(3)本发明设计的自清洁多段组合式环保过滤装置中，针对各段净水装置中的气泵，引入同步电机驱动电路进行同步控制，能够针对各段净水装置同时实现自清洁操作，能够进一步有效自清洁操作的工作效率；
(4)本发明设计的自清洁多段组合式环保过滤装置中，增设与所述总控模块相对接的通信模块，能够基于通信模式，实现有线连接控制或无线连接控制，提高所设计装置实际应用中操作的便捷性；
(5)本发明设计的自清洁多段组合式环保过滤装置中，针对各段净水装置中的气泵，均进一步设计采用无刷电机气泵，使得整个设计的自清洁多段组合式环保过滤装置在实际应用过程当中，能够实现静音工作，体现了自清洁多段组合式环保过滤装置的人性化设计；
(6)本发明设计的自清洁多段组合式环保过滤装置中，针对总控模块，进一步设计采用微处理器，并具体应用arm处理器，一方面能够适用于后期针对所设计自清洁多段组合式环保过滤装置的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护。
附图说明
图1是本发明设计自清洁多段组合式环保过滤装置的结构示意图；
图2是本发明设计自清洁多段组合式环保过滤装置的净水示意图；
图3是本发明设计自清洁多段组合式环保过滤装置的自清洁示意图；
图4是本发明设计自清洁多段组合式环保过滤装置中同步电机驱动电路示意图。
其中，1.主管道，2.滤膜本体，3.蓄水舱体，4.气泵，5.取水管道，6.第一出水管道，7.第二出水管道，8.排水管道，9.喷水嘴装置，10.第一支架，11.取水电控阀门，12.第二支架，13.第一出水电控阀门，14.第二出水电控阀门，15.固定件，16.主电控阀门，17.连接件，18.下水道管路，19.外罩体，20.总控模块，21.待净化区域，22.已净化区域，23.水管。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明设计了一种自清洁多段组合式环保过滤装置，在实际应用过程当中，具体包括至少一段净水装置，通过arm处理器针对依次相对接的各段净水装置，实现自清洁操作；各段净水装置的结构彼此相同，各段净水装置分别均包括主管道1、滤膜本体2和自清洁装置。
其中，各段净水装置中：主管道1两端敞开、且相互贯通，滤膜本体2以其边缘一周与主管道1内壁相固定连接的方式、固定设置于主管道1中，将主管道1内部划分为待净化区域21与已净化区域22，且由待净化区域21指向已净化区域22的方向与水流流经主管道1内部的方向相一致。
主管道1水平姿态设置，自清洁装置包括蓄水舱体3、无刷电机气泵、取水管道5、第一出水管道6、第二出水管道7、排水管道8、外罩体19和至少四个喷水嘴装置9，蓄水舱体3通过第一支架10固定连接于主管道1上、对应已净化区域22的外壁的最低位置；蓄水舱体3表面设置贯穿其内部的取水口、进气口和出水口。
主管道1上、对应已净化区域22的外壁的最低位置，分别设置贯穿主管道1内外空间的取水通孔和第一出水通孔，主管道1上、对应待净化区域21的外壁的最低位置，设置贯穿主管道1内外空间的第二出水通孔；取水管道5两端敞开、且相互贯通，取水管道5位于主管道1的外部，取水管道5的其中一端通过取水电控阀门11对接主管道1外壁上的取水通孔，取水管道5的口径与蓄水舱体3表面取水口的口径相等，取水管道5另一端竖直向下，并对接蓄水舱体3表面的取水口。
无刷电机气泵通过第二支架12固定设置于主管道1的外壁上，无刷电机气泵出气孔与蓄水舱体3表面的进气口相对接。
排水管道8两端敞开、且相互贯通，排水管道8置于主管道1的下方，排水管道8的外壁上分别设置贯穿其内外空间的第一进水通孔、第二进水通孔，第一进水通孔的口径与第一出水管道6的口径相等，第二进水通孔的口径与第二出水管道7的口径相等；第一出水管道6的其中一端通过第一出水电控阀门13对接主管道1上的第一出水通孔，第一出水管道6的另一端竖直向下，并对接排水管道8上的第一进水通孔；第二出水管道7的其中一端通过第二出水电控阀门14对接主管道1上的第二出水通孔，第二出水管道7的另一端竖直向下，并对接排水管道8上的第二进水通孔。
各个喷水嘴装置9分别通过固定件15固定设置于主管道1对应已净化区域22的内壁一周，各相邻喷水嘴装置9设置位置间的跨度距离彼此相等，各个喷水嘴装置9的喷嘴指向滤膜本体2，并且所有喷水嘴装置9的工作喷水区域覆盖滤膜本体2整个表面，各个喷水嘴装置9的末端分别经各根水管23相连汇总，并与蓄水舱体3表面的出水口相对接。
各段净水装置中，蓄水舱体3、无刷电机气泵、取水管道5、第一出水管道6、第二出水管道7、排水管道8均位于所设置主管道1的同一侧，外罩体19的其中一面敞开，外罩体19以其敞开面罩设于蓄水舱体3、无刷电机气泵、取水管道5、第一出水管道6、第二出水管道7、排水管道8上，且外罩体19敞开面的边缘对接主管道1的外壁，以及排水管道8的两端分别穿出外罩体19的表面。
各段净水装置基于水流流经方向依次相连对接，其中，相邻净水装置中主管道1的彼此相对端之间通过主电控阀门16实现可拆分式对接，相邻净水装置中排水管道8的彼此相对端之间通过连接件17实现可拆分式对接；基于各段净水装置的对接，沿水流流经方向、第一段净水装置中主管道1的外侧端通过主电控阀门16对接供水管路，沿水流流经方向、最后一段净水装置中主管道1的外侧端通过主电控阀门16对接出水管路；沿水流流经方向，首尾净水装置中的其中一段净水装置的排水管道8外侧端对接下水道管路18，另一段净水装置的排水管道8外侧端封闭；各段净水装置中的取水电控阀门11、第一出水电控阀门13、第二出水电控阀门14，以及相邻净水装置之间的主电控阀门16分别与arm处理器相连接。
所设计自清洁多段组合式环保过滤装置中还包括通信模块和同步电机驱动电路，arm处理器与通信模块相对接，各段净水装置中的无刷电机气泵相互并联，构成气泵机组，气泵机组经同步电机驱动电路与所述arm处理器相连接，其中，如图4所示，同步电机驱动电路包括第一npn型三极管q1、第二npn型三极管q2、第三pnp型三极管q3、第四pnp型三极管q4、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4；其中，第一电阻r1的一端连接arm处理器的正级供电端，第一电阻r1的另一端分别连接第一npn型三极管q1的集电极、第二npn型三极管q2的集电极；第一npn型三极管q1的发射极和第二npn型三极管q2的发射极分别连接在气泵机组的两端上，同时，第一npn型三极管q1的发射极与第三pnp型三极管q3的发射极相连接，第二npn型三极管q2的发射极与第四pnp型三极管q4的发射极相连接；第三pnp型三极管q3的集电极与第四pnp型三极管q4的集电极相连接，并接地；第一npn型三极管q1的基极与第三pnp型三极管q3的基极相连接，并经第二电阻r2与arm处理器相连接；第二npn型三极管q2的基极经第三电阻r3与arm处理器相连接；第四pnp型三极管q4的基极经第四电阻r4与arm处理器相连接。
上述技术方案所设计的自清洁多段组合式环保过滤装置，采用全新模块化组合结构设计，利用各段净水装置之间的组合，在总控模块20的统一控制下，实现净水与自清洁操作，其中，各段净水装置之间通过主电控阀门16进行对接，利用水流在各段净水装置中主管道1中的流动实现净水，同时基于各主电控阀门16的断开，将各段净水装置彼此隔离开，分别引各段净水装置中已净化区域22的水至对应蓄水舱体3中，再结合对应气泵4的注气操作，用蓄水舱体3中洁净的水，经喷水嘴装置9针对对应主管道1中的滤膜本体2进行清洁，清洁过程中考虑水流过滤流动方向，准确实现针对滤膜本体2的清洁操作，并在清洁之后，通过主管道1中待净化区域21、已净化区域22分设的出水管道，将清洁之后的水排至对应排水管道8中，并最终排向下水道管路18，完成自清洁操作，整个过程完全自动化，能够针对滤芯实现高效自清洁，延长滤芯使用寿命。
针对上述所设计自清洁多段组合式环保过滤装置的技术方案，其中设计了以下各优选方案：分别针对各段净水装置，还增设外罩体19，将各段净水装置中的蓄水舱体3、气泵4、取水管道5、第一出水管道6、第二出水管道7、排水管道8罩设于内，如此能够最大限度保证各段净水装置外观的整洁性，避免繁琐的结构暴露于外部，影响整体的美观度；针对各段净水装置中的气泵4，引入同步电机驱动电路进行同步控制，能够针对各段净水装置同时实现自清洁操作，能够进一步有效自清洁操作的工作效率；增设与所述总控模块20相对接的通信模块，能够基于通信模式，实现有线连接控制或无线连接控制，提高所设计装置实际应用中操作的便捷性；针对各段净水装置中的气泵4，均进一步设计采用无刷电机气泵，使得整个设计的自清洁多段组合式环保过滤装置在实际应用过程当中，能够实现静音工作，体现了自清洁多段组合式环保过滤装置的人性化设计；针对总控模块20，进一步设计采用微处理器，并具体应用arm处理器，一方面能够适用于后期针对所设计自清洁多段组合式环保过滤装置的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护。
上述所设计的自清洁多段组合式环保过滤装置，在实际具体的应用过程当中，各段净水装置之间按技术方案进行组合，并且首尾净水装置分别对接供水管路、出水管路，如图2所示，初始化各个主电控阀门16处于连通状态，各段净水装置中的取水电控阀门11、第一出水电控阀门13、第二出水电控阀门14均处于断开状态；则供水管路输送水流依次经过各段净水装置的主管道1，经由各个主管道1中的滤膜本体2，依次针对所经过的水质进行过滤，并且如图2所示，在净水过滤过程当中，水中的杂质被阻挡、附着在各段净水装置中滤膜本体2上、位于待净化区域21的一侧，随着长时间净水过滤的应用，各段净水装置中滤膜本体2所阻挡、附着的杂质越来越多，如此伴随各滤膜本体2使用寿命的损耗，实现针对水质的过滤操作。
当净水过滤使用一段时间，使用者想要进行自清洁操作时，则使用者即可通过有效通信方式或无线通信方式，向所设计自清洁多段组合式环保过滤装置发送自清洁指令，则arm处理器通过与其相连的通信模块接收自清洁指令后，随即执行自清洁操作，由于在之前净水过滤操作的过程中，各段净水装置的主管道1中均充满着水，因此，arm处理器首先控制各个主电控阀门16工作，均切换为断开状态，即将各段净水装置相互独立起来。
接着arm处理器分别针对各段净水装置，控制各段净水装置中的取水电控阀门11工作，切换为连通状态，即使得各段净水装置中的主管道1与对应蓄水舱体3相连通，由于蓄水舱体3位于主管道1的下方，取水电控阀门11所对应的取水通孔，位于主管道1上、对应已净化区域22的外壁的最低位置，则基于重力，此时各段净水装置中主管道1中的水，即沿着取水通孔，经取水管道5流向对应蓄水舱体3中，这一过程中，由于取水通孔对应已净化区域22，则对应蓄水舱体3所收集的水为对应主管道1中已经经过过滤操作的水质。
然后arm处理器控制各段净水装置中的取水电控阀门11工作，切换为断开状态，即断开各段净水装置中主管道1与对应蓄水舱体3之间的联系，同时，arm处理器控制各段净水装置中的第一出水电控阀门13、第二出水电控阀门14工作，均切换为连通状态，即使得各段净水装置中的主管道1与对应排水管道8相连通，随即进入自清洁主体阶段。
在自清洁主体阶段当中，arm处理器向与之相连接的同步电机驱动电路发送清洁控制命令，同步电机驱动电路根据所接收到的清洁控制命令，生成相应的清洁控制指令，并分别发送给各段净水装置中的无刷电机气泵，即控制各个无刷电机气泵工作，分别向与其相连的蓄水舱体3中输送气体，各段净水装置中蓄水舱体3中所存储的水会在气压的作用下，沿对应各根水管23流动，并通过各个喷水嘴装置9喷出，如图3所示，由于各段净水装置中所有喷水嘴装置9的工作喷水区域覆盖滤膜本体2整个表面，则通过各个喷水嘴装置9喷出的水实现针对各段净水装置中滤膜本体2的清洗，这一过程中，着重强调两点，如图3所示，其一，各段净水装置中喷水嘴装置9均位于主管道1中已净化区域，且各个喷水嘴装置9指向对应滤膜本体2，且沿水流流行方向，由于各段净水装置所滤除的杂质，分别位于对应滤膜本体2上位于待净化区域21的一侧，则各个喷水嘴装置9由已净化区域22向滤膜本体2喷水，则可有效将附着于滤膜本体2上的杂质清除掉；其二，分别对于各段净水装置来说，净水装置中滤膜本体2上所附着的杂质即为该段净水装置所滤除的杂质，而该段净水装置对应蓄水舱体3中所存储的水，即为该段净水装置过滤之后的水，因此，蓄水舱体3所存储的水中不含对应滤膜本体2上附着的杂质，因此，各段净水装置执行自清洁操作所采用的水，分别相对自身净水装置来说，均为洁净的水，并不会出现滤膜本体2上位于已净化区域22的一侧上重新附着杂质的现象；如此基于上述着重强调的两点，各段净水装置中滤膜本体2上位于待净化区域21一侧上所附着的杂质被冲洗掉，落至对应的待净化区域21中；在各段净水装置执行上述自清洁的操作中，冲洗后的水会分别经对应第一出水管道6、第二出水管道7流向对应的排水管道8当中，并最终汇聚排向下水道管路18。
基于上述描述，各段净水装置完成自清洁操作之后，arm处理器向与之相连接的同步电机驱动电路发送停止控制命令，同步电机驱动电路根据所接收到的停止控制命令，生成相应的停止控制指令，并分别发送给各段净水装置中的无刷电机气泵，即控制各个无刷电机气泵停止工作，然后arm处理器控制各个主电控阀门16，以及各段净水装置中的取水电控阀门11、第一出水电控阀门13、第二出水电控阀门14均重新回到初始化状态，即可使得所设计的自清洁多段组合式环保过滤装置，重新进入水质过滤净化工作模式。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。