CN118637716A - 一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水处理设备技术领域，具体是指一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备，包括陶瓷过滤站和反渗透过滤站，陶瓷过滤站和反渗透过滤站之间通过连接管路相连通，在连接管路上依次设有陶瓷泵和增压泵，在陶瓷过滤站内还设有过滤箱，过滤箱与陶瓷泵之间的管路上还设有陶瓷泵电动阀，在过滤箱的内部还设有陶瓷膜组，反渗透过滤站内设有反渗透膜组，且反渗透膜组与增压泵之间的管路上还设有增压泵电动阀；连接管路上通过吹气管路还并联有臭氧发生器和气泵，臭氧发生器和气泵均通过电动切换阀与吹气管路相连通；实现对陶瓷膜组和反渗透膜组表面进行直接清洗，减少污染物的堵塞，提高清洗效率，避免膜片在拆卸清洗的过程中产生的二次污染。

Description

一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备

技术领域

本发明涉及水处理设备技术领域，具体是指一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备。

背景技术

现有的煤矿井下水处理设备通常由多级过滤单元组成，包括前级粗过滤单元、陶瓷膜过滤单元和反渗透过滤单元。前级粗过滤单元主要用于去除较大颗粒物和悬浮固体；陶瓷膜过滤单元则负责拦截细小颗粒和部分溶解性污染物；反渗透过滤单元则通过高压将水分子与离子和小分子有机物分离，最终实现井水的深度净化。

传统的煤矿井下水处理设备在使用过程中存在明显的缺陷，特别是在过滤单元的清洗维护方面。膜过滤系统在运行一段时间后，膜表面会逐渐被污染物堵塞，导致过滤效率下降，需进行定期清洗。而传统的清洗方法通常是在膜片堵塞严重后，使用除垢剂或专用清洗试剂进行清洗。这种方法不仅费工费时，而且需要将膜片取下进行操作，增加了劳动强度和操作复杂性。此外，在取下膜片的过程中，极易造成二次污染，甚至可能损坏膜片，导致设备维护成本增加和使用寿命缩短。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备，通过及时处理膜片表面的微生物及其代谢产物，以阻止微生物胶体和油污混合附着于膜表面形成难洗污垢，从而解决上述问题。

具体来说，本发明通过下述技术方案实现：

一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备，包括陶瓷过滤站和反渗透过滤站，所述陶瓷过滤站和反渗透过滤站之间通过连接管路相连通，在连接管路上依次设有陶瓷泵和增压泵，在陶瓷过滤站内还设有过滤箱，所述过滤箱与陶瓷泵之间的管路上还设有陶瓷泵电动阀，在过滤箱的内部还设有陶瓷膜组，所述反渗透过滤站内设有反渗透膜组，且反渗透膜组与增压泵之间的管路上还设有增压泵电动阀；

所述连接管路上旁通设吹气管路，所述吹气管路并联有臭氧发生器和气泵，所述臭氧发生器和气泵均通过电动切换阀与吹气管路相连通，便于通过电动切换阀将臭氧发生器和气泵与吹气管路之间的接通状态进行切换，所述吹气管路远离臭氧发生器和气泵的一端分为两条支路、并分别通过连接管路与位于陶瓷膜组内的第一吹气组件和位于反渗透膜组内的第二吹气组件相连通；

所述第一吹气组件包括若干个布设在与之相对应的陶瓷膜组的陶瓷滤膜上方、用于对陶瓷滤膜表面进行喷气的第一喷嘴，以及与若干个所述第一喷嘴相连接、用于在其对陶瓷滤膜表面进行喷气时、带动若干个所述第一喷嘴进行左右摇摆的摆动机构；

所述陶瓷膜组设有多个，且多个陶瓷膜组等距插设在过滤箱内，任一陶瓷膜组包括外框架和陶瓷滤膜，所述陶瓷滤膜设置在外框架的内部，且在外框架的上部设有多个振打件，通过设置所述振打件，当若干个第一喷嘴在摆动机构的带动下对陶瓷膜组进行左右摇摆喷气清理时，气流吹动振打件以对陶瓷滤膜进行振打，促使陶瓷滤膜抖动，每个所述振打件包括弹性片、振打击锤、风轮、连接凸轮和撞杆，所述弹性片呈弧形，其顶端与外框架连接，所述振打击锤设于弹性片的底端，且振打击锤的一端与陶瓷滤膜表面相接触，所述风轮与连接凸轮之间通过支架相连接，且支架安装在外框架上，所述撞杆设于弹性片一侧，且与连接凸轮相对应，在所述风轮的外部、沿其轴向方向等距设有多个挡风板。

基于上述技术方案，本方案所公开的一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备，其通过设置陶瓷过滤站和反渗透过滤站，分别针对不同粒径的污染物进行分级处理，以提高设备过滤效率，并便于后续清洗工作顺利进行，具体来说，通过陶瓷膜组和反渗透膜组的优化布局和电动阀控制，设备可以在不需要取下膜片的情况下进行自动化清洗，从而减少了操作复杂性和劳动强度，也即是在本方案中，通过引入臭氧发生器和气泵，可使在陶瓷膜组和反渗透膜组长期运行后，其表面附着有机污物时，通过电动切换阀将臭氧发生器与吹气管路进行切换连通，以使臭氧发生器产生臭氧并通过出气管路向第一吹气组件和第二吹气组件输送臭氧，并通过第一吹气组件和第二吹气组件向陶瓷膜组和反渗透膜组进行吹送臭氧，从而使臭氧对其膜表面的有机污物进行分解，同时在经过臭氧清理后，电动切换阀可再次切换，关闭臭氧发生器与出气管路，而接通气泵与出气管路，以使气泵产生气流并通过第一出气组件和第二出气组件向陶瓷膜组和反渗透膜组进行吹送气体，进而使气体进入至陶瓷膜组和反渗透膜组后，对进入其中的清洗介质进行扰动，从而便于清洗介质与陶瓷膜组和反渗透膜组之间进行更好接触，以实现对陶瓷膜组和反渗透膜组表面进行直接清洗，减少了污染物的堵塞，并提高清洗效率，同时避免膜片在拆卸清洗的过程中可能产生的二次污染。进一步地通过第一吹气组件的第一喷嘴直接对陶瓷滤膜表面进行喷气，有助于去除滤膜表面的污染物，提高清洗效率，同时由于第一出气组件包括设置的摆动机构，可使第一喷嘴在清理陶瓷膜组时能够进行左右摇摆，扩大了清洗范围，确保了对陶瓷膜组的全面清洗。同时在本方案中，第一吹气组件对陶瓷膜组的陶瓷滤膜进行吹气清理时，可吹动振打件，以使振打件在受到气流吹动时，对陶瓷滤膜表面进行碰撞振打，以此使陶瓷滤膜在清洗时，可在受到振动后将其表面附着的污染进行抖动掉落，进而实现对设备的清洗效果进行进一步改善。

在一些可选的技术方案中，若干个所述第一喷嘴的喷气端与陶瓷膜组的陶瓷滤膜表面形成一夹角α，其中α＜90°。基于上述技术方案，第一喷嘴的喷气端与陶瓷膜组的膜片之间的夹角为锐角，以此可使相关气流（臭氧或空气）沿着滤膜表面以一定角度吹扫，这种斜向的清洗路径有助于更全面地清除滤膜表面的污物，减少清洗死角；同时使气流更加集中，减少了气体在空间中的扩散，并使其冲击力度更强，从而更彻底地清除污染物。

其中，所述摆动机构包括支架杆、摆动杆、摆动槽、齿条板、半齿轮和驱动电机，所述支架杆沿陶瓷膜组的陶瓷滤膜长度方向布设，且若干个第一喷嘴等距通过铰接座铰接在支架杆上，摆动杆与支架杆平行设置、并滑动连接，所述摆动杆与支架杆平行设置、并与支架杆之间滑动连接，所述摆动槽开设在摆动杆上、且与若干个第一喷嘴一一对应，每个所述摆动槽内均设有与其相适配的连杆，且所述连杆的一端与相对应的第一喷嘴相连接，所述齿条板设在摆动杆的一端，所述驱动电机安装在支架杆对应齿条板的一端，且其输出端与半齿轮相连接，所述半齿轮与齿条板相适配。通过上述结构设计，便于其带动第一喷嘴进行左右摆动，具体为：通过驱动电机带动半齿轮旋转，以使半齿轮旋转后带动齿条板进行左右移动，进而通过齿条板带动摆动杆同步左右移动，以使摆动杆左右移动后通过摆动槽和连杆的相互配合驱动若干个第一喷嘴通过铰接在支架杆上进行左右摆动。

上述技术方案中，对于齿条板，其板面中部开设有条形槽，所述条形槽的长度方向与齿条板的长度方向相平行，且在条形槽的两侧槽壁内设有齿牙，所述半齿轮位于条形槽内，且其与条形槽两侧槽壁的齿牙相啮合。以此便于半齿轮在条形槽内转动后，通过其与齿牙的相互协同作用，带动齿条板向两侧进行往复移动。

在一些可选的技术方案中，所述第二吹气组件包括多个设置在与之相对应的反渗透膜组的内部、并用于对反渗透膜组的反渗透滤膜表面进行吹气清理的第二喷嘴，以及用于安装多个所述第二喷嘴的安装支架，所述安装支架包括安装杆和承接环，安装杆插设在反渗透膜组内部，所述承接环设有多个，且多个承接环等距分布在安装杆的外部，多个所述第二喷嘴均布在承接环的外部、并与反渗透膜组内的反渗透滤膜表面切线方向形成一夹角β，且β＜90°，同时多个第二喷嘴的喷气端沿朝向反渗透膜组的内部、并逐渐靠近反渗透膜组内的反渗透滤膜表面倾斜设置。通过上述结构设置，可使第二喷嘴喷出的气流具有一定的方向，以使气流与反渗透滤膜的表面并不为直角，而是以一定的角度吹向反渗透滤膜，从而使气流与反渗透滤膜发生碰撞后，形成湍流和涡流，从而使气流在反渗透膜组内形成旋转气流，进而提高气流对反渗透滤膜的清理效果。

上述技术方案中，所述反渗透膜组设有多个，且多个所述反渗透膜组堆叠布设在反渗透过滤站的内部，任一所述反渗透膜组包括横卧布设的外筒体和同轴套设在外筒体内的反渗透滤膜。通过设置多个反渗透膜组，有助于提升设备的过滤效果。

在一些可选的技术方案中，所述陶瓷过滤站的上部设有密闭口，且在密闭口上连接有第一废气回器，所述第一废气回器用于将第一吹气组件吹出的气流进行回收，在陶瓷过滤站的外部上方还设有进水口和溢流口，在进水口和溢流口位置处均设有电动开关阀，而在陶瓷过滤站的底部设有排污口，且在排污口处同样安装有排污电动阀，所述进水口与外部清洗水箱相连接。通过第一废气回器可以有效的回收第一吹气组件吹出的气流，关闭的溢流口和进水口的电动阀可以防止带有杂质的废气进入前级系统或设备周围空气,进而减少废气直接排出对环境造成污染，同时降低设备外的臭氧浓度，避免臭氧泄漏而引发安全事故，且进水口和溢流口处的电动开关阀允许操作者根据实际清洗需求，精确控制进入陶瓷过滤站的水量和流速，且在自清洗完成后可以自动将水箱补满,达到运行条件,确保清洗过程的稳定性和效率；陶瓷过滤站底部的排污口配备有排污电动阀，可以实现自动化的排污操作，及时清除清洗过程中产生的污染物和沉积物，避免对过滤系统造成二次污染。

上述技术方案中，所述反渗透过滤站的外部分别设有清水出口和脓水出口，所述清水出口通过清水管路与反渗透膜组相连通、用于将经反渗透膜组过滤后的清水通过清水出口排出，在所述清水管路上设有清水电动阀，所述脓水出口通过脓水管路与反渗透膜组的脓水出口相连通、用于将经反渗透膜组过滤后其内残存的脓水通过脓水出口排出，在所述脓水管路上设有脓水电动阀，在反渗透过滤站的外部还连接有第二废气回器，所述第二废气回器通过废气回路与反渗透膜组相连通、并用于将第二吹气组件吹出的气流进行回收，且在该废气回路上还设有废气电动阀。通过上述结构设计，有助于在进行清洗时，可先将其打开将设备内的余水排出后再关闭保证系统的密闭性，以利于后续清洗作业，且第二废气回器可对第二吹气组件吹出的气流进行快速回收，避免气体泄漏。

上述技术方案中，在陶瓷过滤站上还分别布设有气体传感器和液位传感器，所述气体传感器和液位传感器均与外部主控单元相连接，所述气体传感器设有至少两组，且两组气体传感器分别设置在陶瓷过滤站内部和外部，所述液位传感器设置在过滤箱内并位于陶瓷膜组上部位置处。通过气体传感器便于清洗作业时，对设备内外的臭氧浓度进行实时监测，以便于当臭氧浓度过高而及时向外部主控单元发出信号，并使外部主控单元向臭氧发生器发出停机指令，而液位传感器在清洗过程中可以监测设备是否将内部原水完全排空,控制后续清洗和补水待机的动作,也可在正常工作时对陶瓷过滤站内的液位进行监测，以确保陶瓷膜完全浸没，防止设备吸空。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本方案通过陶瓷膜组和反渗透膜组的优化布局和电动阀控制，设备可以在不需要取下膜片的情况下进行自动化清洗，从而减少了操作复杂性和劳动强度，也即是，通过引入臭氧发生器和气泵，可使在陶瓷膜组和反渗透膜组长期运行后，其表面附着有机污物时，通过电动切换阀将臭氧发生器与吹气管路进行切换连通，以使臭氧发生器产生臭氧并通过出气管路向第一吹气组件和第二吹气组件输送臭氧，并通过第一吹气组件和第二吹气组件向陶瓷膜组和反渗透膜组进行吹送臭氧，从而使臭氧对其膜表面的有机污物进行分解，同时在经过臭氧清理后，电动切换阀可再次切换，关闭臭氧发生器与出气管路，而接通气泵与出气管路，以使气泵产生气流并通过第一出气组件和第二出气组件向陶瓷膜组和反渗透膜组进行吹送气体，进而使气体进入至陶瓷膜组和反渗透膜组后，对进入其中的清洗介质进行扰动，从而便于清洗介质与陶瓷膜组和反渗透膜组之间进行更好接触，以实现对陶瓷膜组和反渗透膜组表面进行直接清洗，减少了污染物的堵塞，并提高清洗效率，同时避免膜片在拆卸清洗的过程中可能产生的二次污染；

2、本方案通过第一吹气组件和第二吹气组件的优化设计，以使第一喷嘴和第二喷嘴形成相应的夹角，使其喷出的气流与陶瓷滤膜和反渗透滤膜之间形成锐角，进而增强气流冲击力，使其在对陶瓷滤膜和反渗透滤膜清理时，清理效果更好、效率更高，同时对于第一吹气组件设置摆动机构，使第一喷嘴在清理陶瓷膜组时能够进行左右摇摆，扩大了清洗范围，确保了对陶瓷膜组的全面清洗；

3、本方案进一步地在陶瓷膜组上设置振打件，可在气流对陶瓷滤膜进行吹扫清理时，通过气流作用带动振打件对陶瓷滤膜进行碰撞振打，以便于陶瓷滤膜通过抖动去除膜表面附着的污染物，以进一步改善陶瓷滤膜清洗效果；

4、本方案通过将第二喷嘴通过安装支架安装在反渗透膜组内部，而安装支架包括安装杆和承接环，且第二喷嘴呈环形均匀等距分布在承接环上，并与反渗透膜组内的反渗透滤膜表面切线方向形成小于90°的夹角，同时第二喷嘴的喷气端沿朝向反渗透膜组的内部，并逐渐向靠近反渗透膜组内的反渗透滤膜表面方向倾斜设置，以此使其喷出的气流可沿相应的角度斜向吹向反渗透滤膜，利于其气流更加集中，气流冲击力度强，使其产生的剪切力有效地破坏了污物与反渗透滤膜表面之间的粘附力，进而携带污物离开反渗透滤膜表面，同时使气流与反渗透滤膜发生碰撞后，形成湍流和涡流，利于气流在反渗透膜组内形成旋转气流，从而按照旋转路径对反渗透滤膜进行清理，以改善反渗透滤膜的清理效果，使设备整体清理效果更好。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明整体结构框图；

图2为本发明陶瓷过滤站的过滤箱内部结构示意图，旨在展示陶瓷过滤膜及第一吹气组件结构；

图3为本发明图2中的A处局部放大结构示意图，旨在展示第一吹气组件具体结构；

图4为本发明的振打件具体结构示意图；

图5为本发明陶瓷过滤站的过滤箱内部结构示意图（陶瓷过滤膜组正向视图，第一喷嘴未摆动状态），旨在展示第一喷嘴及摆动组件具体机构；

图6为本发明陶瓷过滤站的过滤箱内部结构示意图（陶瓷过滤膜组正向视图，第一喷嘴向左摆动状态），旨在展示第一喷嘴及摆动组件具体机构；

图7为本发明陶瓷过滤站的过滤箱内部结构示意图（陶瓷过滤膜组正向视图，第一喷嘴向右摆动状态），旨在展示第一喷嘴及摆动组件具体机构；

图8为本发明齿条板和半齿轮结构示意图，旨在展示半齿轮旋转后带动齿条板左右移动状态（图a表示齿条板向右侧移动状态，图b表示齿条板向左侧移动状态）；

图9为摆动杆与第一喷嘴结构示意图；旨在展示摆动杆左右移动带动第一喷嘴左右摆动状态；

图10为本发明反渗透过滤站内反渗透膜组结构示意图，旨在展示第二吹气组件具体结构；

图11为本发明反渗透膜组侧视内部结构示意图，旨在展示其内具体结构。

附图中标记及对应的零部件名称：

1、陶瓷过滤站；10、陶瓷泵；11、陶瓷膜组；110、外框架；111、陶瓷滤膜；12、第一吹气组件；120、第一喷嘴；1210、支架杆；1211、摆动杆；1212、摆动槽；1213、连杆；1214、驱动电机；12140、半齿轮；1215、齿条板；12150、条形槽；13、振打件；130、弹性片；131、振打击锤；132、风轮；133、连接凸轮；134、撞杆；14、第一废气回器；2、反渗透过滤站；20、增压泵；21、反渗透膜组；210、外筒体；211、反渗透滤膜；22、第二吹气组件；220、第二喷嘴；221、安装支架；2210、安装杆；2211、承接环；23、第二废气回器；3、臭氧发生器；4、气泵；5、主控单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定，以下所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、材料或方法。以下实施例中所使用的材料、仪器和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例中所使用的技术手段，如无特殊说明，均为本领域技术人员所熟知的常规手段。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例：

请一并参考附图1至图11，一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备，包括陶瓷过滤站1和反渗透过滤站2，陶瓷过滤站1和反渗透过滤站2之间通过连接管路相连通，在陶瓷过滤站1内设有过滤箱，箱内装配陶瓷膜组11，对于陶瓷膜组11，其用于初步过滤水中的较大颗粒物，在连接管路上依次设有陶瓷泵10和增压泵20，且过滤箱与陶瓷泵10之间的管路上设有陶瓷泵10电动阀，而在反渗透过滤站2内设有反渗透膜组21，反渗透膜组21与增压泵20之间的管路上设有增压泵20电动阀；

其中，连接管路上旁通设吹气管路，且吹气管路并联有臭氧发生器3和气泵4，且臭氧发生器3和气泵4均通过电动切换阀与吹气管路相连通，便于通过电动切换阀将臭氧发生器3和气泵4与吹气管路之间的接通状态进行切换，吹气管路远离臭氧发生器3和气泵4的一端分为两条支路、并分别通过连接管路与位于陶瓷膜组11内的第一吹气组件12和位于反渗透膜组21内的第二吹气组件22相连通。

在一个优选实施例中，如图2和图3，第一吹气组件12包括若干个布设在与之相对应的陶瓷膜组11的陶瓷滤膜111上方、用于对陶瓷滤膜111表面进行喷气的第一喷嘴120，以及与若干个所述第一喷嘴120相连接、用于在其对陶瓷滤膜111表面进行喷气时、带动若干个所述第一喷嘴120进行左右摇摆的摆动机构，若干个所述第一喷嘴120的喷气端与陶瓷膜组11的陶瓷滤膜111表面形成一夹角α，其中α＜90°；对于夹角α＜90°，也即是第一喷嘴120的喷气端与陶瓷膜组11的陶瓷滤膜111之间形成小于90°的锐角，便于其喷出气流时，可使气流（臭氧或空气）沿着陶瓷滤膜111表面以相应角度斜向吹扫，从而使其具有斜向的清洗路径，以便于更全面地清除陶瓷滤膜111表面的污物，减少清洗死角，进一步使得喷出气流更加集中，减少了气体在空间中的无序扩散，并使其冲击力度更强，从而更彻底地清除污染物；

进一步地通过设置摆动机构，有助于第一喷嘴120在清理陶瓷膜组11时能够进行左右摇摆，扩大了清洗范围，确保了对陶瓷膜组11的全面清洗。

对于摆动机构，请参阅图3至图7，其具体包括：支架杆1210、摆动杆1211、摆动槽1212、齿条板1215、半齿轮12140和驱动电机1214，支架杆1210沿陶瓷膜组11的陶瓷滤膜111长度方向布设，且若干个第一喷嘴120等距通过铰接座铰接在支架杆1210上，摆动杆1211与支架杆1210平行设置、并滑动连接，摆动槽1212开设在摆动杆1211上、且与若干个第一喷嘴120一一对应，每个摆动槽1212内均设有与其相适配的连杆1213，且连杆1213的一端与相对应的第一喷嘴120相连接，齿条板1215设在摆动杆1211的一端，驱动电机1214安装在支架杆1210对应齿条板1215的一端，且其输出端与半齿轮12140相连接，半齿轮12140与齿条板1215相适配；

作为摆动机构，可带动第一喷嘴120进行左右摆动，以使第一喷嘴120的喷出的气流呈扇形，从而扩大其气流清理范围，具体过程为：通过驱动电机1214带动半齿轮12140旋转，以使半齿轮12140旋转后带动齿条板1215进行左右移动，进而通过齿条板1215带动摆动杆1211同步左右移动，以使摆动杆1211左右移动后通过摆动槽1212和连杆1213的相互配合驱动若干个第一喷嘴120通过铰接在支架杆1210上进行左右摆动，对于第一喷嘴120的摆动过程，图9中已示出。

上述实施例中，如图8所示，对于齿条板1215，其板面中部开设有条形槽12150，所述条形槽12150的长度方向与齿条板1215的长度方向相平行，且在条形槽12150的两侧槽壁内设有齿牙，所述半齿轮12140位于条形槽12150内，且其与条形槽12150两侧槽壁的齿牙相啮合，以此便于半齿轮12140在条形槽12150内转动后，带动齿条板1215进行往复移动，具体来说，当驱动电机1214带动半齿轮12140在条形槽12150中持续转动时，当半齿轮12140外部的齿牙旋转至条形槽12150上部时，可与条形槽12150上方的齿牙发生啮合，以此在随着半齿轮12140转动过程中，其可推动齿条板1215向右侧移动；而当半齿轮12140继续转动，待其外部齿牙旋转至条形槽12150下部，并与条形槽12150下部的齿牙发生啮合时，随着半齿轮12140的继续旋转，其将推动齿条板1215向左侧移动。

作为优选实施例，陶瓷膜组11设有多个，且多个陶瓷膜组11等距插设在过滤箱内，有助于提升设备过滤效果，而每个陶瓷膜组11均包括外框架110和陶瓷滤膜111，其中，陶瓷滤膜111设置在外框架110的内部，且在外框架110的上部设有多个振打件13，通过设置的振打件13，当若干个第一喷嘴120在摆动机构的带动下对陶瓷膜组11进行左右摇摆喷气清理时，可通过喷出的气流带动振打件13实现对陶瓷滤膜111进行振打，具体来说，每个振打件13包括弹性片130、振打击锤131、风轮132、连接凸轮133和撞杆134，弹性片130呈弧形，其顶端与外框架110连接，振打击锤131设于弹性片130的底端，且振打击锤131的一端与陶瓷滤膜111表面相接触，风轮132与连接凸轮133之间通过支架相连接，且支架安装在外框架110上，撞杆134位于连接凸轮133和弹性片130之间，且其两端分别与连接凸轮133和弹性片130相铰接，在风轮132的外部、沿其轴向方向等距设有多个挡风板；

当第一喷嘴120向陶瓷滤膜111吹出气流时，气流可通过风力外部的挡风板吹动风轮132转动，继而带动连接凸轮133转动，以使连接凸轮133转动后通过撞杆134往复撞击弹性片130，以使弹性片130受到撞击后带动振打击锤131往复对陶瓷滤膜111表面进行振打，从而促使陶瓷滤膜111发生抖动并去除表面附着的污物，其具体过程为：在第一喷嘴120喷出气流时，气流可吹动挡风板，使其带动风轮132转动，以使风轮132转动后带动连接凸轮133旋转，进而使连接凸轮133旋转后与撞杆134发生接触碰撞，从而使撞杆134受到连接凸轮133的往复碰撞后，对弹性片130进行撞击，并促使其发生弹性形变，从而使弹性片130发生弹性形变后通过振打击锤131对陶瓷滤膜111进行振打，图4已示出。

作为进一步地优选实施例，便于陶瓷滤膜111受到振打后具有良好的振动性，在陶瓷滤膜111与外框架110之间设置多个具有一定弹性的连接件，将陶瓷滤膜与外框架110之间进行弹性连接，对于连接件，其可采用弹簧和连接挂钩等，将陶瓷滤膜111四周通过连接挂钩与外框架110内的挂点连接，且挂钩与陶瓷滤膜之间设置弹簧，或将弹簧直接与挂钩一体成型为弹性挂钩，从而利于陶瓷滤膜111受到振打后，其在外框架110内发生弹性抖动，从而加剧附着的污物掉落。

对于第二吹气组件22，请参阅图10和图11，其包括多个设置在与之相对应的反渗透膜组21的内部、并用于对反渗透膜组21的反渗透滤膜211表面进行吹气清理的第二喷嘴220，以及用于安装多个所述第二喷嘴220的安装支架221，所述安装支架221包括安装杆2210和承接环2211，安装杆2210插设在反渗透膜组21内部，所述承接环2211设有多个，且多个承接环2211等距分布在安装杆2210的外部，多个所述第二喷嘴220均布在承接环2211的外部、并与反渗透膜组21内的反渗透滤膜211表面切线方向形成一夹角β，且β＜90°，同时多个第二喷嘴220的喷气端沿朝向反渗透膜组21的内部、并逐渐靠近反渗透膜组21内的反渗透滤膜211表面倾斜设置；

对于β＜90°，可使第二喷嘴220喷出的气流具有一定的方向，进而使气流与反渗透滤膜211的表面并不为直角，而是形成一个锐角，同时第二喷嘴220的喷气端沿朝向反渗透膜组21的内部，并逐渐向靠近反渗透膜组21内的反渗透滤膜211表面方向倾斜设置，可以相应的角度斜向吹向反渗透滤膜211，利于其气流更加集中，气流冲击力度强，使其产生的剪切力有效地破坏了污物与反渗透滤膜211表面之间的粘附力，进而携带污物离开反渗透滤膜211表面，并且可使气流与反渗透滤膜211发生碰撞后，形成湍流和涡流，利于气流在反渗透膜组21内形成旋转气流，从而按照旋转路径对反渗透滤膜211进行清理，以改善反渗透滤膜211的清理效果，使设备整体清理效果更好。

作为上述的进一步优选实施方案，对于承接环2211和安装杆2210来说，其可通过轴承将承接环2211转动安装在安装杆2210的外部，以此利于承接环2211外部的第二喷嘴220在对反渗透滤膜211表面产生气流冲击时，推动承接环2211通过轴承在安装杆2210的外部进行转动，以此进一步使第二喷嘴220在喷出气流对反渗透滤膜211表面进行清理时自主进行旋转，从而加剧旋转气流的产生，利于其对反渗透滤膜211表面进行全面彻底的清理，以进一步促进清理效率和清理效果更好。

作为优选实施例，反渗透膜组21设有多个，多个反渗透膜组21堆叠布设在反渗透过滤站2的内部，其中，每个反渗透膜组21包括横卧布设的外筒体210和同轴套设在外筒体210内的反渗透滤膜211。

如图1所示，对于陶瓷过滤站1，其上部设有密闭口，且在密闭口上连接有第一废气回器14，第一废气回器14用于将第一吹气组件12吹出的气流进行回收，在陶瓷过滤站1的外部上方还设有进水口和溢流口，在进水口和溢流口位置处均设有电动开关阀，而在陶瓷过滤站1的底部设有排污口，且在排污口处同样安装有排污电动阀，进水口与外部清洗水箱相连接，对于反渗透过滤站2，在其外部分别设有清水出口和脓水出口，所述清水出口通过清水管路与反渗透膜组21相连通、用于将经反渗透膜组21过滤后的清水通过清水出口排出，在所述清水管路上设有清水电动阀，所述脓水出口通过脓水管路与反渗透膜组21的脓水出口相连通、用于将经反渗透膜组21过滤后其内残存的脓水通过脓水出口排出，在所述脓水管路上设有脓水电动阀，在反渗透过滤站2的外部还连接有第二废气回器23，所述第二废气回器23通过废气回路与反渗透膜组21相连通、并用于将第二吹气组件22吹出的气流进行回收，且在该废气回路上还设有废气电动阀；

这里需要说明的是，由于本方案的设备是处于煤矿井下的，因此在臭氧发生器3产生臭氧而对陶瓷膜组11和反渗透膜组21进行有机污物进行清理前，就需要将设备内的余水完全排出，并依次关闭第一废气回器14、脓水出口、清水出口、进水口和溢流口位置处的电动开关阀、排污电动阀和第二废气回器23，以使设备内部形成一个相对密闭的空间，保证在通入臭氧过程中不会因臭氧发生器3释放浓度过大，使得井下局部地区臭氧浓度过高，而损害操作人员健康以及周围铁质管路或易反应的有机塑料。而通过上述第一废气回器14和第二废气回器23的设置，利于其在清理完成后，将设备内的废气（臭氧和空气）进行回收，避免泄漏。

作为优选实施例，在陶瓷过滤站1上还分别布设有气体传感器和液位传感器，所述气体传感器和液位传感器均与外部主控单元5相连接，所述气体传感器设有至少两组，且两组气体传感器分别设置在陶瓷过滤站1内部和外部，所述液位传感器设置在过滤箱内并位于陶瓷膜组11上部位置处；通过气体传感器便于清洗作业时，对设备内外的臭氧浓度进行实时监测，以便于当臭氧浓度过高而及时向外部主控单元5发出信号，并使外部主控单元5向臭氧发生器3发出停机指令，而液位传感器可在清洗作业时对陶瓷过滤站1内的液位进行监测，以确保陶瓷膜完全浸没，防止设备吸空。

基于上述实施例，这里对其清洗流程进行简要说明：

S1、主控单元5发出清洗信号： 当设备运行至设定周期后，主控单元5发出清洗信号，启动自清洁程序；

S2、停止产水流程： 停止增压泵20和陶瓷泵10，关闭陶瓷泵10电动阀、增压泵20电动阀和进水口，确保系统停止进水；

S3、设备排空： 打开排污口和脓水口，排空设备内余水至设备最低点，为密闭清洗做准备；

S4、设备密闭： 关闭所有与外界相通的出口，包括脓水排出口、清水出口、第一废气回器14、溢流口，以及密封口的密封盖板，形成密闭空间；

S5、启动臭氧清洗： 通过电动切换阀接通臭氧发生器3，向陶瓷膜组11和反渗透膜组21输送臭氧进行清洗；

S6、臭氧浓度监测与停机： 当气体传感器监测到臭氧浓度达到设定值(≥2.5ppm)时，停机臭氧发生器3；

S7、臭氧作用保持： 设备保持停机状态，使臭氧与膜材料充分接触，进行4小时的清洗保持；

S8、清除残留臭氧并引入气泵4作用： 待机完毕，通过电动切换阀切换至气泵4回路，开启气泵4往设备内部通入空气，同时打开第一废气回器14，清除残留臭氧至安全浓度(≤0.1ppm)；

S9、清洗介质引入与气泵4协同清洗： 在确认臭氧清除后，通过进水口引入清洗介质。开启气泵4，利用气泵4产生的气流与清洗介质协同清洗膜组；

S10、清洗介质排出与设备复位： 清洗完成后，排出清洗介质，关闭第一废气回器14，复位进水口和溢流口的电动开关阀，准备恢复产水；

S11、恢复产水流程： 液位传感器检测到原水液位达到设定值后，关闭进水阀，打开陶瓷泵10电动阀和增压泵20电动阀，清洗指示灯显示绿灯，启动产水流程。

应当理解，本说明书中所使用的“系统”、“装置”、“单元”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

需要注意的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

Claims (9)

1.一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备，包括陶瓷过滤站（1）和反渗透过滤站（2），其特征在于：所述陶瓷过滤站（1）和反渗透过滤站（2）之间通过连接管路相连通，在连接管路上依次设有陶瓷泵（10）和增压泵（20），在陶瓷过滤站（1）内还设有过滤箱，所述过滤箱与陶瓷泵（10）之间的管路上还设有陶瓷泵（10）电动阀，在过滤箱的内部还设有陶瓷膜组（11），所述反渗透过滤站（2）内设有反渗透膜组（21），且反渗透膜组（21）与增压泵（20）之间的管路上还设有增压泵（20）电动阀；

所述连接管路上旁通设吹气管路，所述吹气管路并联有臭氧发生器（3）和气泵（4），所述臭氧发生器（3）和气泵（4）均通过电动切换阀与吹气管路相连通，便于通过电动切换阀将臭氧发生器（3）和气泵（4）与吹气管路之间的接通状态进行切换，所述吹气管路远离臭氧发生器（3）和气泵（4）的一端分为两条支路，分别通过连接管路与位于陶瓷膜组（11）内的第一吹气组件（12）和位于反渗透膜组（21）内的第二吹气组件（22）相连通；

所述第一吹气组件（12）包括若干个布设在与之相对应的陶瓷膜组（11）的陶瓷滤膜（111）上方、用于对陶瓷滤膜（111）表面进行喷气的第一喷嘴（120），以及与若干个所述第一喷嘴（120）相连接、用于在其对陶瓷滤膜（111）表面进行喷气时、带动若干个所述第一喷嘴（120）进行左右摇摆的摆动机构；

所述陶瓷膜组（11）设有多个，且多个陶瓷膜组（11）等距插设在过滤箱内，任一陶瓷膜组（11）包括外框架（110）和陶瓷滤膜（111），所述陶瓷滤膜（111）设置在外框架（110）的内部，且在外框架（110）的上部设有多个振打件（13），通过设置所述振打件（13），当若干个第一喷嘴（120）在摆动机构的带动下对陶瓷膜组（11）进行左右摇摆喷气清理时，气流可吹动振打件（13）以使其对陶瓷滤膜（111）进行振打，促使陶瓷滤膜（111）抖动，每个所述振打件（13）均包括弹性片（130）、振打击锤（131）、风轮（132）、连接凸轮（133）和撞杆（134），所述弹性片（130）呈弧形，其顶端与外框架（110）连接，所述振打击锤（131）设于弹性片（130）的底端，且振打击锤（131）的一端与陶瓷滤膜（111）表面相接触，所述风轮（132）与连接凸轮（133）之间通过支架相连接，且支架安装在外框架（110）上，所述撞杆（134）设于弹性片（130）一侧，且与连接凸轮（133）相对应，在所述风轮（132）的外部、沿其轴向方向等距设有多个挡风板。

2.根据权利要求1所述的一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备，其特征在于：若干个所述第一喷嘴（120）的喷气端与陶瓷膜组（11）的陶瓷滤膜（111）表面形成一夹角α，其中α＜90°。

3.根据权利要求2所述的一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备，其特征在于：所述摆动机构包括支架杆（1210）、摆动杆（1211）、摆动槽（1212）、齿条板（1215）、半齿轮（12140）和驱动电机（1214），所述支架杆（1210）沿陶瓷膜组（11）的陶瓷滤膜（111）长度方向布设，且若干个所述第一喷嘴（120）等距通过铰接座铰接在支架杆（1210）上，所述摆动杆（1211）与支架杆（1210）平行设置、并滑动连接，所述摆动槽（1212）开设在摆动杆（1211）上、且与若干个第一喷嘴（120）一一对应，每个所述摆动槽（1212）内均设有与其相适配的连杆（1213），且所述连杆（1213）的一端与相对应的第一喷嘴（120）相连接，所述齿条板（1215）设在摆动杆（1211）的一端，所述驱动电机（1214）安装在支架杆（1210）对应齿条板（1215）的一端，且其输出端与半齿轮（12140）相连接，所述半齿轮（12140）与齿条板（1215）相适配。

4.根据权利要求3所述的一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备，其特征在于：所述齿条板（1215）的板面中部开设有条形槽（12150），所述条形槽（12150）的长度方向与齿条板（1215）的长度方向相平行，且在条形槽（12150）的两侧槽壁内设有齿牙，所述半齿轮（12140）位于条形槽（12150）内，且其与条形槽（12150）两侧槽壁的齿牙相啮合。

5.根据权利要求1所述的一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备，其特征在于：所述第二吹气组件（22）包括多个设置在与之相对应的反渗透膜组（21）的内部、并用于对反渗透膜组（21）的反渗透滤膜（211）表面进行吹气清理的第二喷嘴（220），以及用于安装多个所述第二喷嘴（220）的安装支架（221），所述安装支架（221）包括安装杆（2210）和承接环（2211），安装杆（2210）插设在反渗透膜组（21）内部，所述承接环（2211）设有多个，且多个承接环（2211）等距分布在安装杆（2210）的外部，多个所述第二喷嘴（220）均布在承接环（2211）的外部、并与反渗透膜组（21）内的反渗透滤膜（211）表面切线方向形成一夹角β，且β＜90°，同时多个第二喷嘴（220）的喷气端沿朝向反渗透膜组（21）的内部、并逐渐靠近反渗透膜组（21）内的反渗透滤膜（211）表面倾斜设置。

6.根据权利要求5所述的一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备，其特征在于：所述反渗透膜组（21）设有多个，且多个所述反渗透膜组（21）堆叠布设在反渗透过滤站（2）的内部，任一所述反渗透膜组（21）包括横卧布设的外筒体（210）和同轴套设在外筒体（210）内的反渗透滤膜（211）。

7.根据权利要求1所述的一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备，其特征在于：所述陶瓷过滤站（1）的上部设有密闭口，且在密闭口上连接有第一废气回器（14），所述第一废气回器（14）用于将第一吹气组件（12）吹出的气流进行回收，在陶瓷过滤站（1）的外部上方还设有进水口和溢流口，在进水口和溢流口位置处均设有电动开关阀，而在陶瓷过滤站（1）的底部设有排污口，且在排污口处同样安装有排污电动阀，所述进水口与外部清洗水箱相连接。

8.根据权利要求1所述的一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备，其特征在于：所述反渗透过滤站（2）的外部分别设有清水出口和脓水出口，所述清水出口通过清水管路与反渗透膜组（21）相连通、用于将经反渗透膜组（21）过滤后的清水通过清水出口排出，在所述清水管路上设有清水电动阀，所述脓水出口通过脓水管路与反渗透膜组（21）的脓水出口相连通、用于将经反渗透膜组（21）过滤后其内残存的脓水通过脓水出口排出，在所述脓水管路上设有脓水电动阀，在反渗透过滤站（2）的外部还连接有第二废气回器（23），所述第二废气回器（23）通过废气回路与反渗透膜组（21）相连通、并用于将第二吹气组件（22）吹出的气流进行回收，且在该废气回路上还设有废气电动阀。

9.根据权利要求1所述的一种具有自清洁系统的煤矿井下水处理设备，其特征在于：在陶瓷过滤站（1）上还分别布设有气体传感器和液位传感器，所述气体传感器和液位传感器均与外部主控单元（5）相连接，所述气体传感器设有至少两组，且两组气体传感器分别设置在陶瓷过滤站（1）内部和外部，所述液位传感器设置在过滤箱内并位于陶瓷膜组（11）上部位置处。