气动锁定装置在危险场所的应用及配合活塞式执行机构的安全控制

图6-59 气动锁定装置的结构图

图6-59所示为气动锁定装置的结构。当供气气压正常时，阀芯组件下移，使接口A与接口B相通，接口D与接口E相通。供气气压正常时，阀芯在上膜片作用下关闭放空口。同时，供气压力经节流孔作用到下膜片，使其下移，使接口A与接口B相通，接口D与接口E相通。当供气气压中断时，阀芯组件上移，使接口C与接口B相通，接口F和接口E相通。它们与控制装置和外部的储气罐配合，可实现供气中断时使控制阀能安全地移到全开或全关位置。在危险场所采用气动锁定装置具有本质安全性。一些重要的控制系统，还采用电磁阀和气动锁定装置同时工作，保证在气源和电源中断时能够使控制系统进入安全操作状态。功能类似的气动锁定装置也能用于手动膜片执行机构。

图6-60所示为活塞式执行机构与气动锁定装置的配合。图中，接口C和接口F被封闭，因此当供气中断时，气缸的顶部和底部的压力被保持，使活塞能够保持在供气中断时的位置。如果接口C连接储气罐，接口F放空，如图6-61所示，则供气正常时能够对储气罐充气，使储气罐压力达到供气压力。一旦供气中断，储气罐的气压能够经接口C送气缸顶部，使阀杆下移，从而使控制阀处于所需位置。

图6-60 活塞式执行机构与气动锁定系统的配合

图6-61 供气中断时使执行机构处于安全位置

改变储气罐的气压管和放空管的连接，可以改变控制阀在供气中断时的位置。

确定储气罐容量的计算方法如下：

1）对直行程执行机构，有(https://www.xing528.com)

2）对角行程执行机构，有

式中，Y为最大故障位置的百分数（%）；F为执行机构从正常操作位置到控制阀行程限值所需的推力；A为执行机构有效面积；p为最大供气压力；p_r为执行机构完成所需动力的最大压力。

根据最小故障位置的百分数，从图6-62查得容积比R，并根据式（6-19）计算储气罐的容积V_T。

式中，V_T为所需最大储气罐容积；X为执行机构最大行程；A为执行机构有效面积；R为容积比。

对角行程执行机构，XA用行程机构的实际位移代替，该数值可从产品说明书查到。

图6-62 最大故障百分数与R的关系