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(yù)熱系統(tǒng)和干法除塵系統(tǒng), 做助燃空氣切斷閥、助燃煤氣切斷閥、熱交換器系統(tǒng)的煤氣出入口切斷閥、熱交換器系統(tǒng)的煙氣出入口切斷閥和干法除塵系統(tǒng)的煤氣切斷閥等。

雙偏心蝶閥是由普通蝶閥為適應(yīng)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(jié)構(gòu)形式主要為中心門板結(jié)構(gòu), 類似于調(diào)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(chǎn)生密封比壓來實現(xiàn)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(zhuǎn)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(yīng)用于冶金行業(yè)較大的管路系統(tǒng)中。

因此, 一次偏心蝶閥(圖b) 得到開發(fā)和應(yīng)用。一次偏心蝶閥的密封副沿用了金屬- 橡膠的結(jié)構(gòu)形式, 金屬閥座的結(jié)構(gòu)為圓錐體, 橡膠密封圈的結(jié)構(gòu)為一個以閥桿為中心的球面, 通過圓錐面與球面相切的結(jié)構(gòu)原理實現(xiàn)閥門的開關(guān)動作。此結(jié)構(gòu)基本克服了由于長期的開關(guān)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(yīng)用于各類水系統(tǒng)中, 不能應(yīng)用于冶金行業(yè)的高溫氣體介質(zhì)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(tǒng)管路中大部分為高溫氣體介質(zhì) ( ≥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(zhì)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(chǎn)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(nèi)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(fù)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(chǎn)生梯級密封形式。經(jīng)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(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。

由于多層次雙偏心金屬硬密封蝶閥的應(yīng)用工況大部分為高溫下的常開或常關(guān)狀態(tài)。在閥門幾個月甚至一年的常開的狀態(tài)下, 介質(zhì)對蝶板的進口側(cè)密封圈存在著長時間的介質(zhì)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(guān)閉, 在此位置上將產(chǎn)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(zhì)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(tǒng)廣泛的應(yīng)用。