双偏心蝶阀主要用在公称通径较大、工作压力和启闭压差较低、温度较高(200～350 ℃) 的炼铁高炉的预热系统和干法除尘系统, 做助燃空气切断阀、助燃煤气切断阀、热交换器系统的煤气出入口切断阀、热交换器系统的烟气出入口切断阀和干法除尘系统的煤气切断阀等。

双偏心蝶阀是由普通蝶阀为适应不同的工况 (工作温度、工作压力) 而逐步改进形成的。最早的蝶阀结构形式主要为中心门板结构, 类似于调节蝶阀, 即阀杆和蝶板的轴心与阀体管道中心相重合(图a) 。此种类型的蝶阀密封副由金属 - 橡胶组成, 通过橡胶的微小压缩在金属阀座上产生密封比压来实现密封。在长期的工作中, 由于阀体和蝶板的轴端位置始终在橡胶压紧的状态下做相对的回转运动。因此, 长期使用对橡胶密封副存在磨损。同时, 受橡胶使用温度( ≤120 ℃) 和橡胶阀座加工成形限制(公称通径DN ≤1 200mm) , 此类蝶阀不能应用于冶金行业较大的管路系统中。

因此, 一次偏心蝶阀(图b) 得到开发和应用。一次偏心蝶阀的密封副沿用了金属- 橡胶的结构形式, 金属阀座的结构为圆锥体, 橡胶密封圈的结构为一个以阀杆为中心的球面, 通过圆锥面与球面相切的结构原理实现阀门的开关动作。此结构基本克服了由于长期的开关动作使阀杆端部位置的磨损, 使原有的磨损由面磨损降低到了点磨损。此类蝶阀目前广泛的应用于各类水系统中, 不能应用于冶金行业的高温气体介质中。

图a普通蝶阀	图b一次偏心蝶阀	图c双偏心金属硬密封蝶阀
图d多层次密封圈		图e密封圈嵌入阀体

由于在冶金系统管路中大部分为高温气体介质 ( ≥200 ℃) , 针对此而开发和研制了密封副为金属 - 金属的金属硬密封蝶阀(图c) , 即双偏心金属硬密封蝶阀。阀座为2Cr13 或堆焊硬质合金, 蝶板为弹性密封圈, 采用面与面接触、弹性密封圈在电动装置的作用下产生密封比压使阀门密封。由于密封副的材料选取为金属, 因此双偏心的使用温度可以在400 ℃以上。但是, 由于密封副为全金属材料, 其密封泄漏量很难达到理想的A 级(无可见泄漏) , 一般为C 级。另一方面, 由于材料弹性的限制, 在高温情况下, 金属的弹性很容易失去, 所以, 在使用一段时间后, 阀门的内泄漏明显加大, 从而失去了阀门密封的意义, 造成阀门的使用寿命明显缩短。

多层次双偏心金属硬密封蝶阀的开发解决了高温材料失去弹性的问题(图d) 。多层次双偏心金属硬密封蝶阀的密封圈材料为一种复合材料(金属和非金属夹层) , 具有耐高温( ≤500 ℃) 、耐老化和高温下具有良好的弹性等优点, 尤其是中间的非金属夹层能够使密封副的密封产生梯级密封形式。经过长期的使用, 仍能保持良好可靠的高温使用效果, 从而延长了阀门的使用寿命。在冶金高炉的各个系统得到了广泛的应用。

由于多层次双偏心金属硬密封蝶阀的应用工况大部分为高温下的常开或常关状态。在阀门几个月甚至一年的常开的状态下, 介质对蝶板的进口侧密封圈存在着长时间的介质冲刷情况。此类的冲刷对非金属层是极为不利的, 一旦需要阀门关闭, 在此位置上将产生严重的局部泄漏。针对此情况, 将多层次密封圈的位置由原有的蝶板位置改在了阀体密封副位置, 蝶板密封圈处堆焊硬质合金(图e) , 避免了上述问题的发生。此蝶阀的开发和研制, 被冶金高炉的各高温系统广泛的应用。