本申请涉及一种超低扬程泵用叶片及双向轴流泵，属于流体机械及工程装备领域。
背景技术
水泵是一种用途极为广泛的机械，可以用来输送各种流体。水泵主要是通过增大水压，从而将电动机的能量传递给水，最终实现提水、运水的目的。水泵的作用就是把动力机的能量传递给水，从而达到提水和增大水压的目的。水泵主体部分为叶轮和导叶体。叶轮称得上是水泵中最为关键的部件，它决定着泵体的性能。流体经过叶轮的高速旋转，完成机械能传递给水的过程。
很多低扬程大流量泵站需要双向抽水功能，兼顾正向引水和反向排水，而采用双向转轮的轴流泵通过改变转轮旋转方向即可十分方便地实现正反向抽水。轴流泵是靠旋转叶轮的叶片对液体产生的作用力使液体沿轴线方向输送的泵。效率以及运行的稳定性是轴流泵的两个重要特性指标，在超低扬程下，双向轴流泵的效率已较难提升，因此对稳定性的要求更高。故而，如何在保证轴流泵安全稳定运行的情况下，尽可能的提高其在正反向工况下的效率，成了当今流体机械技术领域中亟待解决的难题。
现有技术如中国专利cn2580158y一种轴流泵的结构技术，特别是可双向抽水的轴流泵的叶片。呈扇形的叶片主体，叶片主体断面为中心对称的s型，叶片的中部厚，两侧缘薄。进出水流道简单，泵站土建投资节省；运行管理便利，将转轮反转即可实现反向抽水；特别适合与沿江滨湖地区需双向抽引的泵站。但其存在的问题是在水泵平水启动时无法保证其工作的效率及稳定性，因此开启时泵体振动较大，噪声较高。
又如中国专利cn104533828b，其提供一种双向轴流泵叶轮的水力设计方法。通过改变旋流泵叶轮几个重要设计参数叶栅稠密度、叶片进口角、翼型厚度的确定方法并采用“s”型翼型，从而改善轴流泵内部流动状况，提高轴流泵反向工作时的效率、扬程以及兼顾正反向运行时的性能要求。但其存在的问题是，该专利只提供了一种双向叶片的设计方法，与具体流道结合时容易出现水头偏低及稳定性较差的情况。
本申请要解决的技术问题是，兼顾双向泵在超低扬程甚至零扬程下运行时的效率及稳定性，使其在正反向工况下均能高效稳定运行。
技术实现要素：
本申请提供一种超低扬程泵用叶片及双向轴流泵，能够在正反向工况下高效稳定运行。
为实现上述技术目的，本申请采取的技术方案为，一种超低扬程泵用叶片，叶片为三维扭曲的反向对称结构，并且中间厚两边薄；三维扭曲曲面的空间特性采用沿径向方向间隔均匀的四个截面表示；四个截面分别采用f1、f2、f3与f4四个型线表示，型线是由上下两端首尾相连的曲线组合而成；以各型线的中心点为原点建立坐标系；
其中，f1型线：
f1-f1上曲线：
y1＝1e-06x13+0.0004x12-0.3678x1+28.741
f1-f1下曲线：
y1＝-7e-08x13+0.0008x12-0.2522x1-24.95；
其中，x1为f1型线的横坐标；y1为f1型线的纵坐标；
f2型线：
f2-f2上曲线：
y2＝5e-07x23+0.0003x22-0.1959x2+21.408
f2-f2下曲线：
y2＝5e-08x23+0.0006x22-0.1235x2-23.629
其中，x2为f2型线的横坐标；y2为f2型线的纵坐标；
f3型线：
f3-f3上曲线：
y3＝3e-07x33+0.0003x32-0.0696x3+12.429
f3-f3下曲线：
y3＝1e-07x33+0.0004x32-0.0282x3-22.934
其中，x3为f3型线的横坐标；y3为f3型线的纵坐标；
f4型线：
f4-f4上曲线：
y4＝2e-07x43+0.0003x42+0.0218x4+1.7473
f4-f4下曲线：
y4＝1e-07x43+0.0004x42+0.0427x4-22.523
其中，x4为f4型线的横坐标；y4为f4型线的纵坐标。
本申请的另一目的是提供一种双向轴流泵，包括依次连通的进水流道、s型弯道与出水流道；其中，进水流道的轴线与出水流道的轴线处于不同高度；s型弯道位于进水流道段依次设有转轮室与导叶室；转轮室中设有叶轮轮毂，叶轮设于进水流道出水端，并能分别进行顺时针方向的转动与逆时针方向的转动；轮毂上均有安装有若干个以上所述的叶片。
作为本申请改进的技术方案，叶片有四片，叶片的安装角度为31°。
作为本申请改进的技术方案，还包括导叶，导叶安放在进水流道中，并位于进水流道与s型弯道连接处。
作为本申请改进的技术方案，导叶的个数为5个，导叶的初始安放角为102°。
有益效果
本申请设计出反向对称的叶片，在正反向工况下都能高效运行；双向轴流泵装有该叶片以及配套导叶，能在超低扬程乃至零扬程下稳定运行，且机组振动和噪声较小。叶片具体实现的技术效果是，在正反向工况下叶片效率均较高，在超低扬程乃至零扬程下仍能保证振动较小。
本申请涉及的双向轴流泵产生的技术效果是，水泵在正反向工况下能实现稳定高效运行，并且在零扬程平水启动时振动较小，噪声较低。
附图说明
图1是本申请一种超低扬程泵用叶片主视图；
图2是本申请一种超低扬程泵用叶片左视图；
图3是本申请一种超低扬程泵用叶片的四个截面图；
图4是本申请一种超低扬程泵用叶片的截面f1型线图；
图5是本申请一种超低扬程泵用叶片的截面f2型线图；
图6是本申请一种超低扬程泵用叶片的截面f3型线图；
图7是本申请一种超低扬程泵用叶片的截面f4型线图；
图8是本申请提供的双向轴流泵主视图；
图9是本申请提供的双向轴流泵俯视图；
图10是本申请的叶轮导叶放大图；
图11是本申请提出的叶轮的结构俯视图。
其中：1、进水流道；2、s型弯管；3、出水流道；4、闸门；5、轮毂；6、叶轮；7、导叶；8、转轮室；9、导叶室；10、主轴；11、电机。
具体实施方式：
为使本申请实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例1
如图1-3所示，一种超低扬程泵用叶片，叶片为三维扭曲的反向对称结构，并且中间厚两边薄；亦可表述为叶片的形状为中间厚两边薄的双向对称翼型；三维扭曲曲面的空间特性采用沿径向方向间隔均匀的四个截面表示；四个截面分别采用f1、f2、f3与f4四个型线表示，型线是由上下两端首尾相连的曲线组合而成；以各型线的中心点为原点建立坐标系；
其中，f1型线：
f1-f1上曲线：
y1＝1e-06x13+0.0004x12-0.3678x1+28.741
f1-f1下曲线：
y1＝-7e-08x13+0.0008x12-0.2522x1-24.95；
其中，x1为f1型线的横坐标；y1为f1型线的纵坐标；
f2型线：
f2-f2上曲线：
y2＝5e-07x23+0.0003x22-0.1959x2+21.408
f2-f2下曲线：
y2＝5e-08x23+0.0006x22-0.1235x2-23.629
其中，x2为f2型线的横坐标；y2为f2型线的纵坐标；
f3型线：
f3-f3上曲线：
y3＝3e-07x33+0.0003x32-0.0696x3+12.429
f3-f3下曲线：
y3＝1e-07x33+0.0004x32-0.0282x3-22.934
其中，x3为f3型线的横坐标；y3为f3型线的纵坐标；
f4型线：
f4-f4上曲线：
y4＝2e-07x43+0.0003x42+0.0218x4+1.7473
f4-f4下曲线：
y4＝1e-07x43+0.0004x42+0.0427x4-22.523
其中，x4为f4型线的横坐标；y4为f4型线的纵坐标。
实际应用时，如图4-7所示，该叶片部分点在直角坐标系系统的位置如下表1所示：
表1f1、f2、f3与f4四个型线中部分点的坐标
其中fn上表示第n个型线的上线，fn下表示第n个型线的下线(n＝1、2、3、4)；fn上_xn表示型线fn上曲线的xn坐标值，fn上_yn表示型线fn上曲线的yn坐标值(n＝1、2、3、4)；fn下_xn表示型线fn下曲线的xn坐标值，fn下_yn表示型线fn下曲线的yn坐标值(n＝1、2、3、4)。
现有技术中双向对称结构的叶片较多，本申请叶片具有的优势为，本叶片适合超低扬程下双向泵的高效运行，并且在平水启动时振动较小，稳定性较好。
实施例2
如图8-9所示，一种双向轴流泵，包括依次连通的进水流道1、s型弯道与出水流道3；其中，进水流道1的轴线与出水流道3的轴线处于不同高度；实际用时，进水流道1的进水端还设有闸门4；s型弯道位于进水流道1段依次设有转轮室8与导叶室9；转轮室8中设有叶轮6轮毂5，叶轮6设于进水流道1出水端，并能分别进行顺时针方向的转动与逆时针方向的转动；叶轮6包括轮毂5、导水锥，此为现有技术；如图10所示，轮毂5上均匀安装有若干个转轮叶片；如图11所示，叶片有四片，叶片的安装角度为31°。
进水道为混凝土材质；出水道为混凝土材质。
还包括导叶7，导叶7安放在进水流道1中，并位于进水流道1与s型弯道连接处。
作为本申请改进的技术方案，导叶7的个数为5个，导叶7的初始安放角为102°。
具体的，将电机11设置在轴流泵靠近出水流道3的外侧，其通过穿过流道的主轴10与叶轮6传动连接。正向工况下，电机11带动叶轮6顺时针旋转，浸没在水中的叶轮6叶片产生推挤作用，液体被吸入和压升到一定高度，压出的液体经过导叶7消除速度环量后，进入s型弯管2，而后流入出水流道3；反向工况下，水流从出水流道3进入，电机11带动叶轮6逆时针旋转，浸没在水中的叶轮6叶片产生推挤作用，液体被吸入和压升到一定高度进入进水流道1。
本申请经数值模拟及模型试验验证，取得了满意的应用效果。
以上仅为本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本申请的保护范围。