雙偏心蝶閥主要用在公稱通徑較大、工作壓力和啟閉壓差較低、溫度較高(200～350 ℃) 的煉鐵高爐的預熱系統和干法除塵系統, 做助燃空氣切斷閥、助燃煤氣切斷閥、熱交換器系統的煤氣出入口切斷閥、熱交換器系統的煙氣出入口切斷閥和干法除塵系統的煤氣切斷閥等。

雙偏心蝶閥是由普通蝶閥為適應不同的工況 (工作溫度、工作壓力) 而逐步改進形成的。最早的蝶閥結構形式主要為中心門板結構, 類似于調節(jié)蝶閥, 即閥桿和蝶板的軸心與閥體管道中心相重合(圖a) 。此種類型的蝶閥密封副由金屬 - 橡膠組成, 通過橡膠的微小壓縮在金屬閥座上產生密封比壓來實現密封。在長期的工作中, 由于閥體和蝶板的軸端位置始終在橡膠壓緊的狀態(tài)下做相對的回轉運動。因此, 長期使用對橡膠密封副存在磨損。同時, 受橡膠使用溫度( ≤120 ℃) 和橡膠閥座加工成形限制(公稱通徑DN ≤1 200mm) , 此類蝶閥不能應用于冶金行業(yè)較大的管路系統中。

因此, 一次偏心蝶閥(圖b) 得到開發(fā)和應用。一次偏心蝶閥的密封副沿用了金屬- 橡膠的結構形式, 金屬閥座的結構為圓錐體, 橡膠密封圈的結構為一個以閥桿為中心的球面, 通過圓錐面與球面相切的結構原理實現閥門的開關動作。此結構基本克服了由于長期的開關動作使閥桿端部位置的磨損, 使原有的磨損由面磨損降低到了點磨損。此類蝶閥目前廣泛的應用于各類水系統中, 不能應用于冶金行業(yè)的高溫氣體介質中。

圖a普通蝶閥	圖b一次偏心蝶閥	圖c雙偏心金屬硬密封蝶閥
圖d多層次密封圈		圖e密封圈嵌入閥體

由于在冶金系統管路中大部分為高溫氣體介質 ( ≥200 ℃) , 針對此而開發(fā)和研制了密封副為金屬 - 金屬的金屬硬密封蝶閥(圖c) , 即雙偏心金屬硬密封蝶閥。閥座為2Cr13 或堆焊硬質合金, 蝶板為彈性密封圈, 采用面與面接觸、彈性密封圈在電動裝置的作用下產生密封比壓使閥門密封。由于密封副的材料選取為金屬, 因此雙偏心的使用溫度可以在400 ℃以上。但是, 由于密封副為全金屬材料, 其密封泄漏量很難達到理想的A 級(無可見泄漏) , 一般為C 級。另一方面, 由于材料彈性的限制, 在高溫情況下, 金屬的彈性很容易失去, 所以, 在使用一段時間后, 閥門的內泄漏明顯加大, 從而失去了閥門密封的意義, 造成閥門的使用壽命明顯縮短。

多層次雙偏心金屬硬密封蝶閥的開發(fā)解決了高溫材料失去彈性的問題(圖d) 。多層次雙偏心金屬硬密封蝶閥的密封圈材料為一種復合材料(金屬和非金屬夾層) , 具有耐高溫( ≤500 ℃) 、耐老化和高溫下具有良好的彈性等優(yōu)點, 尤其是中間的非金屬夾層能夠使密封副的密封產生梯級密封形式。經過長期的使用, 仍能保持良好可靠的高溫使用效果, 從而延長了閥門的使用壽命。在冶金高爐的各個系統得到了廣泛的應用。

由于多層次雙偏心金屬硬密封蝶閥的應用工況大部分為高溫下的常開或常關狀態(tài)。在閥門幾個月甚至一年的常開的狀態(tài)下, 介質對蝶板的進口側密封圈存在著長時間的介質沖刷情況。此類的沖刷對非金屬層是極為不利的, 一旦需要閥門關閉, 在此位置上將產生嚴重的局部泄漏。針對此情況, 將多層次密封圈的位置由原有的蝶板位置改在了閥體密封副位置, 蝶板密封圈處堆焊硬質合金(圖e) , 避免了上述問題的發(fā)生。此蝶閥的開發(fā)和研制, 被冶金高爐的各高溫系統廣泛的應用。