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Title:
DEVICE FOR ABSORBING ENERGY FROM A FLUID
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/214392
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a device for absorbing energy from a fluid and a gas expansion chamber comprising said device. The device comprises a conduit with a first open end and a second open end and at least one sheet with at least one fold, arranged inside the conduit. In addition, the device comprises a plate arranged between the first end and the second end of the conduit. The sheet is connected to the conduit and to the plate. Furthermore, the device comprises at least one perforation in the conduit surface, close to the second end. When the fluid enters through the first end of the conduit, said fluid exerts pressure on the plate pushing it towards the second end. However, the fold of the sheet exhibits resistance to the movement of the plate, such that the fluid loses energy while the fold of the sheet is flattened and said sheet is extended. Furthermore, when the said sheet extends, it allows the plate to move towards the second end of the conduit, and thus the fluid, after losing energy, is released through the perforation.

Inventors:
CASTILLO BULA WILCAN ALBERTO (CO)
Application Number:
PCT/IB2023/054727
Publication Date:
November 09, 2023
Filing Date:
May 06, 2023
Export Citation:
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Assignee:
ENVOLVENTES Y PAQUETIZADOS MILEM SAS BIC (CO)
International Classes:
A62C2/06; A62C2/18; A62C2/20; A62C2/24; E06B5/12; F16K17/00; F16K17/04; F16K17/36; F24F13/12; H02B1/28; H02B1/30; H02B1/56; H02B13/025
Foreign References:
CN215989975U2022-03-08
CN212304457U2021-01-05
CN208955550U2019-06-07
KR102337431B12021-12-13
CN113410774A2021-09-17
KR20140095679A2014-08-04
KR20170025473A2017-03-08
CN113224684A2021-08-06
Attorney, Agent or Firm:
OLARTE, Carlos R. (CO)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo (100) para absorción de energía de un fluido, que comprende: un conducto (10) con un primer extremo (11) abierto y un segundo extremo (12) abierto; al menos una lámina (20) con al menos un doblez (21), dispuesta dentro del conducto (10), donde dicha lámina (20) cuenta con un primer extremo y un segundo extremo, y dicho primer extremo de la lámina (20) se conecta al conducto (10); una placa (30) dispuesta dentro del conducto (10) , conectada a la lámina (20) en su segundo extremo, dicha placa (30) se dispone entre el primer extremo (11) y segundo extremo (12) del conducto (10); y al menos una perforación (40) dispuesta en la superficie del conducto ( 10), cerca al segundo extremo (12); donde el fluido al entrar por el primer extremo (11) del conducto (10), presiona la placa (30) desplazándola hacia el segundo extremo (12); donde el doblez (21) de la lámina (20) presenta una resistencia al desplazamiento de la placa (30), causando la perdida de energía del fluido mientras dicho doblez (21) se aplana progresivamente; y donde el fluido luego de perder energía es liberado a través de la perforación (40).

2. El dispositivo de la Reivindicación 1, donde la lámina (20) se conecta al primer extremo (11) del conducto (10).

3. El dispositivo de la Reivindicación 1, donde la lámina (20) tiene dos dobleces (21) transversales a la longitud de la lámina (20).

4. El dispositivo de la Reivindicación 1, donde a la placa (30) se conectan cuatro láminas (20) en una distribución simétrica.

5. El dispositivo de la Reivindicación 1, donde a la placa (30) se conecta una pluralidad de láminas (20) conectadas entre sí en sus extremos.

6. El dispositivo de la Reivindicación 1, donde en la superficie del conducto (10), cerca al segundo extremo (12) se dispone una pluralidad de perforaciones (40).

7. El dispositivo de la Reivindicación 1, donde la perforación (40) está cubierta por una malla.

8. Una cámara de expansión (300) de gases que comprende el dispositivo de la Reivindicación 1.

Description:
DISPOSITIVO PARA ABSORCIÓN DE ENERGÍA DE UN FLUIDO

CAMPO TÉCNICO

La presente divulgación se relaciona con sistemas y dispositivos que permiten absorber la energía de un fluido. Particularmente, el desarrollo está dirigido a dispositivos que permiten absorber la energía de las moléculas de un fluido durante una explosión.

DESCRIPCIÓN DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

En la actualidad, la tecnificación de todos los aspectos de la vida diaria y de la industria, presenta un reto debido a los accidentes que se producen por fallas en los mecanismos y sistemas, o incluso por omisiones humanas. Un ejemplo de esto son las explosiones o colisiones ocurridas a nivel industrial o residencial, donde se emite una gran cantidad de energía y que pueden provocar heridas o la muerte de personas y en otros casos, daños a la infraestructura. Por tal motivo, en el estado del arte se pueden encontrar desarrollos que buscan prevenir o mitigar los efectos de dichos accidentes, tales como los descritos en los documentos de patente CN111619487B y US20200086150A1.

Por ejemplo, el estado de la técnica divulga dispositivos para la absorción de energía producto de una colisión como el descrito en el documento de patente CN111619487B, donde dicho dispositivo se dispone preferiblemente en el parachoques de un vehículo. El dispositivo consta de un área de absorción de energía tridimensional, un área de absorción de energía plegable y un área de absorción de energía de fluido.

En una realización del dispositivo de CN111619487B, la región de absorción de energía tridimensional es un tubo de pared delgada que tiene una sección transversal cuadrangular. Por su parte, el área de absorción de energía plegable también corresponde a un ducto con ángulos cóncavos de plegado giratorio que están dispuestos circunferencialmente mediante líneas de pliegue. En cuanto a la zona de absorción de energía de fluido, esta comprende una placa de cubierta, una placa de soporte en forma de cruz, un ducto, una válvula de alivio de presión, una válvula de entrada y una placa de presión. Donde entre el ducto y la placa de presión se forma una cámara que se llena con gas o aceite hidráulico a través de la válvula de entrada. En esta realización, el dispositivo de absorción de energía de colisión está provisto de dos áreas de absorción de energía plegables, y las direcciones de giro de los ángulos cóncavos de plegado de las dos áreas de absorción de energía plegables son en sentido horario.

El documento CN111619487B también indica que el valor de la presión de alivio de la válvula de alivio de presión es menor que el valor de la presión requerida para deformar los ángulos en el área de absorción de energía de plegado. Además, durante la colisión la placa de presión comprime el gas o el aceite hidráulico a través de la placa de soporte en forma de cruz y el gas o el aceite hidráulico se libera hacia afuera a través de la válvula de alivio de presión hasta que la placa de cubierta cubra el ducto. De manera que se forma una nueva zona de absorción de energía de pared delgada que consta del ducto, la placa de soporte en forma de cruz y la placa de cubierta.

De acuerdo con lo anterior, CN 111619487B divulga que en el proceso de colisión, el área de absorción de energía del fluido se comprime y descomprime bajo la acción de la carga, de modo que se realiza un almacenamiento intermedio primario. Luego, los ángulos cóncavos de plegado rotatorio del área de absorción de energía plegable se comprimen y deforman para realizar una amortiguación secundaria. Después, el área de absorción de energía tridimensional se comprime y deforma de modo que se realiza un almacenamiento intermedio de tres niveles. Finalmente, la nueva área de absorción de energía de pared delgada formada por el área de absorción de energía del fluido comprimido y compuesta por el cuerpo del ducto, la placa de soporte y la placa de cubierta finalmente se comprime y deforma, y se realiza una amortiguación en cuatro etapas.

Por otra parte, el documento US20200086150A1 se refiere a un dispositivo de aislamiento de explosiones dentro de conductos. Dicho dispositivo comprende una placa que se dispone dentro de un conducto, la cual está configurada para girar entre una posición abierta y una posición cerrada dentro del conducto, y un mecanismo de sujeción configurado para mantener la placa en la posición abierta. El mecanismo de sujeción puede configurarse para liberar la placa en caso de explosión y la placa puede configurarse para girar a la posición cerrada después de que se suelte. El dispositivo puede incluir un sensor y un actuador configurado para accionar el mecanismo de sujeción cuando se detecta una explosión. Además, el conducto puede ser vertical u horizontal.

En una realización del dispositivo de US20200086150A1, una aleta gira a lo largo de un eje giratorio. Por otra parte, un brazo se extiende desde el eje giratorio y un pestillo se acopla con el brazo para retener el eje y la aleta en una posición normalmente abierta. En el caso de una deflagración en el sistema, el pestillo hace que se libere la aleta de modo que se cierre y selle el conducto. El pestillo puede configurarse para cambiar la fuerza requerida para liberar la aleta. Por ejemplo, se puede proporcionar un pestillo con un tomillo de fijación. El tomillo de fijación puede usarse para ajustar la tensión en el pestillo impartida, por ejemplo, por un resorte, para cambiar la fuerza requerida para mover el pestillo fuera del acoplamiento con el brazo.

Sin embargo, el estado del arte no divulga un dispositivo que comprenda láminas dobladas que al absorber energía de un fluido se deformen y aplanen, permitiendo desplazar una placa que permite la liberación del fluido.

BREVE DESCRIPCIÓN

La presente divulgación se relaciona con un dispositivo para absorción de energía de un fluido y una cámara de expansión de gases que comprende dicho dispositivo. Dicho dispositivo comprende un conducto con un primer extremo abierto y un segundo extremo abierto y al menos una lámina con al menos un doblez, dispuesta dentro del conducto. Donde dicha lámina cuenta con un primer extremo y un segundo extremo, y dicho primer extremo de la lámina se conecta al conducto. Adicionalmente, el dispositivo comprende una placa dispuesta dentro del conducto, conectada a la lámina en su segundo extremo, dicha placa se dispone entre el primer extremo y segundo extremo del conducto. Además, el dispositivo comprende al menos una perforación dispuesta en la superficie del conducto, cerca al segundo extremo.

Cuando el fluido entra por el primer extremo del conducto, dicho fluido presiona la placa empujándola hacia el segundo extremo. Sin embargo, el doblez de la lámina presenta una resistencia al desplazamiento de la placa, de manera que el fluido pierde energía mientras que el doblez de la lámina se aplana y dicha lámina se extiende. Además, dicha la lámina al extenderse permite el desplazamiento de la placa hacia el segundo extremo del conducto, y así el fluido luego de perder energía, es liberado a través de la perforación.

En una realización de la invención a la placa se conectan entre cuatro y seis láminas, cada una de las cuales presenta dos dobleces. La ventaja de esta realización frente a otras fabricadas con los mismos materiales pero con menos número de láminas y dobleces, es que la capacidad del dispositivo para absorber energía se incrementa a mayor número de láminas y dobleces.

Por otra parte, en un ejemplo de la invención, el dispositivo para absorción de energía de un fluido se dispone entre una cámara de pre-expansión asociada a las celdas eléctricas de una subestación de media tensión, y una cámara de expansión de dicha subestación de media tensión. De manera que en caso de una falla en las celdas eléctricas, los gases a alta presión y temperatura que llegan a la cámara de pre-expansión se direccionen a la cámara de expansión, a través del dispositivo para absorción de energía de un fluido. Dicho dispositivo permite que los gases pierdan energía y evita que esta se direccione a otros componentes de la subestación o hacia un operario, causando daños o lesiones. Además, en dicha aplicación particular el dispositivo para absorción de energía de un fluido también permite la contención de partículas fundidas provenientes de las celdas eléctricas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La FIG. 1 ilustra una modalidad del dispositivo para absorción de energía de un fluido, donde se observa el interior del conducto, donde se disponen dos láminas con un doblez y la placa.

La FIG. 2 es una vista en explosión del dispositivo para absorción de energía de un fluido, donde se observan cuatro láminas con dos dobleces.

La FIG. 3 ilustra una modalidad del dispositivo para absorción de energía de un fluido, donde se observa el interior del conducto, dentro del cual se disponen tres láminas enfrentadas a cada lado del conducto. Dichas láminas tienen dos dobleces cada una y cada grupo de láminas están unidas entre sí en sus extremos. Además, se ilustra una pluralidad de perforaciones en dicho conducto.

La FIG. 4 ilustra el funcionamiento de una modalidad del dispositivo para absorción de energía de un fluido. Particularmente, la FIG. 4A ilustra la configuración del dispositivo antes de la absorción de energía, la FIG. 4B ilustra la configuración del dispositivo en un instante durante la absorción de energía, y la FIG. 4C ilustra la configuración del dispositivo después de la absorción de energía.

La FIG. 5 ilustra un ejemplo de aplicación del dispositivo para absorción de energía de un fluido, donde este se dispone entre una cámara de pre-expansión asociada a las celdas eléctricas de una subestación de media tensión, y una cámara de expansión de dicha subestación de media tensión.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La presente divulgación corresponde a un dispositivo que permite disminuir la energía de un fluido y una cámara de expansión de gases que comprende dicho dispositivo. Específicamente, la presente divulgación permite disminuir la energía de un fluido durante un choque o explosión, situaciones donde dicha energía presente en el fluido puede causar daños a la infraestructura y/o lesiones a personas que se encuentren en al área de afectación.

Haciendo referencia a la FIG. 1, el dispositivo (100) para absorción de energía de un fluido, comprende: un conducto (10) con un primer extremo (11) abierto y un segundo extremo (12) abierto; al menos una lámina (20) con al menos un doblez (21), dispuesta dentro del conducto (10), donde dicha lámina (20) cuenta con un primer extremo (20a) y un segundo extremo (20b), y dicho primer extremo (20a) de la lámina (20) se conecta al conducto (10); una placa (30) dispuesta dentro del conducto (10) , conectada a la lámina (20) en su segundo extremo (20b), dicha placa (30) se dispone entre el primer extremo (11) y segundo extremo (12) del conducto (10); y al menos una perforación (40) dispuesta en la superficie del conducto ( 10), cerca al segundo extremo (12).

Cuando el fluido entra por el primer extremo (11) del conducto (10), dicho fluido presiona la placa (30) empujándola hacia el segundo extremo (12). Sin embargo, el doblez (21) de la lámina (20) presenta una resistencia al desplazamiento de la placa (30), de manera que el fluido pierde energía mientras que el doblez (21) de la lámina (20) se aplana y dicha lámina se extiende. Además, dicha la lámina (20) al extenderse permite el desplazamiento de la placa (30) hacia el segundo extremo (12) del conducto (10), y así el fluido luego de perder energía, es liberado a través de la perforación (40).

Para la comprensión de la presente divulgación se entenderá como “fluido” a cualquier gas, líquido o coloide, que sufre un aumento en la energía cinética de sus moléculas, al estar en el área de afectación de una explosión o choque.

Dicho fluido entra al conducto (10) que permite direccionar y contener el fluido, y adicionalmente dicho conducto (10) aloja la placa (30) y la lámina (20). El espesor, longitud y forma del conducto (10) se determina de acuerdo con la aplicación en que se usa el dispositivo (100). Por ejemplo, el conducto (10) puede tener una forma de sección transversal que se selecciona del grupo compuesto por círculos, triángulos, cuadrados, rombos y otros tipos de polígonos regulares y polígonos irregulares. También, por ejemplo, en algunas modalidades del dispositivo (100) el espesor del conducto (10) puede variar entre 0,5mm a 3mm, la longitud del conducto (10) puede variar entre 50mm y Im, y el ancho y la altura del conducto (10) puede variar entre 50mm y Im. Sin embargo, dichas dimensiones pueden ser diferentes de acuerdo con la aplicación del dispositivo (100).

Por otra parte, el dispositivo (100) puede contar con más de una lámina (20), dispuestas dentro del conducto (10) y dichas láminas (20) pueden tener uno más dobleces (21). Preferiblemente dichas láminas (20) se conectan al primer extremo (11) del conducto (10), por medio de adhesivos, soldadura o elementos de fijación como remaches o tomillos. Igualmente, dichas láminas (20) pueden conectarse con la placa (30) por medio de dichos adhesivos, soldadura o elementos de fijación como remaches o tomillos. Cuando el fluido entra en el conducto (10) y presiona la placa (30), las láminas (20) dobladas crean una resistencia al desplazamiento de la placa (30) que el fluido debe vencer, de esta manera a medida que los dobleces (21) de las láminas (20) se van aplanando el fluido pierde energía.

Haciendo referencia a la FIG. 2, en una realización del dispositivo (100), el conducto (10) tiene una sección transversal cuadrada y aloja en su interior cuatro láminas (20) iguales con dos dobleces (21) cada una. Dichas cuatro láminas (20) se disponen en dos de las paredes opuestas, dos láminas (20) en cada pared, enfrentadas de manera simétrica. Dicha disposición de las láminas (20) asegura que cuando el fluido esté presionando uniformemente la placa (30) y aplanando los dobleces (21), el desplazamiento de la placa (30) hacia el segundo extremo (12) del conducto (10) sea el mismo en todos sus puntos y que la placa (30) se mantenga perpendicular a dicho conducto (10). Además, con el fin de conseguir el anterior comportamiento de la placa (30), el material de las cuatro láminas (20) debe ser el mismo, o tener las mismas propiedades mecánicas, dadas por ejemplo, por el módulo de elasticidad, y tener los mismos dobleces (21). Sin embargo, en algunas aplicaciones el fluido puede ejercer una presión no uniforme sobre la placa (30) y la disposición de las láminas (20) podría no ser simétrica y que presenten diferencias en su número de dobleces (21) o la forma de estos.

Haciendo referencia a las FIG. 1 y FIG. 2, como se mencionó anteriormente, los dobleces (21) de las láminas (20) pueden tener diferentes formas, orientaciones y longitudes de acuerdo con la aplicación que se le dé al dispositivo (100). Además, una misma lámina (20) puede tener uno o más dobleces de acuerdo con las propiedades mecánicas del material de la lámina (20), su disposición dentro del conducto (10) y sus dimensiones. Por ejemplo, las líneas de los dobleces (21) pueden tener una orientación paralela a la placa (30), como los ilustrados en la FIG. 1 y FIG. 2. Sin embargo, en otras modalidades de la divulgación, los las líneas de los dobleces (21) podrían estar orientadas de forma perpendicular a la placa (30), de forma transversal o formando otros ángulos respecto a la placa (30). También, una misma lámina (20) puede presentar dobleces (21) iguales que se repiten cada cierta distancia a lo largo de su longitud como los ilustrados en la FIG. 2, o diferentes tipos de dobleces (21) a lo largo de la longitud de dicha lámina (20).

Por otra parte, la longitud de las o la lámina (20) y los dobleces (21) de dichas láminas (20) o lámina (20) determinan la posición inicial y la posición final de la placa (30) respecto al conducto (10) antes y después del paso del fluido. Sin embargo, la lámina (20) o láminas (20) deben tener una longitud adecuada para que al extenderse totalmente, la placa (30) pueda llegar al final del conducto (10) o al menos hasta un punto donde la perforación (40) se comunique con el interior del conducto (10) y el fluido pueda salir a través de dicha perforación (40). Por ejemplo, en algunas modalidades del dispositivo (100) las láminas (20) pueden tener un espesor que varía entre 0,5mm a 5mm, la longitud en estado extendido de las láminas (20) puede variar entre 20mm y Im, y el ancho de las láminas (20) puede variar entre 5mm y 0,5m. Sin embargo, dichas dimensiones pueden ser diferentes de acuerdo con la aplicación del dispositivo (100).

En algunas modalidades del dispositivo (100), y haciendo referencia a la FIG. 3, las láminas (20) que se disponen en una misma cara del conducto (10) se conectan entré sí, por medio de una porción de lámina (22) en sus extremos. Esta conexión por medio de porciones de lámina (22) asegura que la deformación de todas las láminas (20) sea homogénea y genera una resistencia adicional a la fuerza que ejerce el fluido sobre la placa (30). Además, dichas porciones de lámina (22) sirven para fijar las láminas (20) al conducto (10) y a la placa (30), de manera que se asegure que las láminas (20) no se desprendan del conducto (10) o la placa (30) durante la tensión que experimentan bajo la fuerza del fluido.

Haciendo referencia a la FIG. 1, FIG. 2 y FIG. 3, la placa (30) tiene unas dimensiones que le permiten cubrir toda el área transversal del conducto (10) para evitar que el fluido pase por alguna ranura cercana a las paredes intemas del conducto (10) y disminuya su presión sobre la placa (30). Por lo tanto, la relación entre el área de la placa (30) y el perímetro intemo del conducto (10) es tal que la placa (30) puede desplazarse dentro del conducto (10) pero el fluido no pasa entre la placa (30) y el conducto (10). Opcionalmente, en algunas realizaciones del dispositivo (100) se proporciona un lubricante entre la placa (30) y el conducto (10) y /o los materiales de dicha placa (30) y conducto (10) se seleccionan para que su coeficiente de fricción facilite el desplazamiento de la placa (30) y se evite algún tipo de corrosión que impida el funcionamiento del dispositivo (100).

También, por ejemplo, en algunas modalidades del dispositivo (100) el espesor de la placa (30) puede variar entre 1mm a 10mm, y el ancho y la altura de la placa (30) puede variar entre 50mm y Im. Sin embargo, dichas dimensiones pueden ser diferentes de acuerdo con la aplicación del dispositivo (100).

Adicionalmente, la placa (30) presenta un grosor adecuado que impide que el fluido al entrar en el conducto (10) perfore la placa (30), lo cual causaría una fuga e impediría que la fuerza del fluido empuje la placa (30) y aplane los dobleces (21) de las láminas (20), por lo tanto la energía de dicho fluido no sería absorbida.

Luego de que el fluido pierde energía al desplazar la placa (30) y aplanar los dobleces (21) de las láminas (20), dicho fluido es evacuado a través de la perforación (40). En múltiples realizaciones de la divulgación, el dispositivo (100) puede contar con más de una perforación (40), de acuerdo con el tipo de fluido y las magnitudes físicas que presenta al salir del conducto (10), además, de la aplicación donde se use el dispositivo (100). Las perforaciones (40) pueden disponerse en una o varias caras del conducto (10) y estar distribuidas de forma distanciada por dicha cara, como se ilustra en la FIG. 1, o agrupadas en diferentes puntos del conducto como se ilustra en la FIG. 2.

Preferiblemente, en la superficie del conducto (10), cerca al segundo extremo (12) se dispone una pluralidad de perforaciones (40), con el fin de que la placa (30) recorra la mayor distancia posible hasta donde se encuentran las perforaciones (40). Lo anterior permite que se absorba mayor cantidad de energía del fluido antes de que sea evacuado por las perforaciones (40).

Además, en algunas realizaciones de la divulgación la perforación (40) o perforaciones (40) están cubiertas por una malla, que sirve de filtro e impide que partículas de un tamaño determinado presentes en el fluido salgan del conducto (10) y afecten estructuras o personas que se encuentren al exterior del dispositivo (100).

Tanto el conducto (10), como las láminas (20) y la placa (30) por pueden fabricarse con materiales metálicos, poliméricos, o compuestos que presenten las propiedades mecánicas y químicas apropiadas para soportar la humedad, temperatura y presión del fluido que entra en el dispositivo (100) durante un choque o explosión. Por lo tanto, en una modalidad del dispositivo (100), el conducto (10), como las láminas (20) y la placa (30) se fabrican con metales resistentes a los esfuerzos que sufren dichas partes y propiedades anticorrosivas como aceros inoxidables, o aleaciones de níquel, cromo o titanio. Algunos ejemplos de estos son las láminas de acero galvanizado en caliente o el acero inoxidable AISI 304.

Sin embargo otros materiales, como los compuestos, por ejemplo las resinas o polímeros reforzados con fibra de vidrio o fibra de carbono, también pueden presentar propiedades mecánicas y químicas apropiadas para resistir grandes cargas e incluso la corrosión. No obstante, tanto el conducto (10), como las láminas (20) y la placa (30) no están limitados a fabricarse con los materiales anteriormente mencionados y pueden fabricarse de cualquier material metálico, compuesto, polimérico e incluso cerámico o de celulosa, que se considere apropiado de acuerdo al diseño del dispositivo (100) y a las cargas que deba soportar según su aplicación.

Adicionalmente, la unión entre el conducto (10) y las láminas (20) o la unión entre las láminas (20) y la placa (30) pueden realizarse por medios mecánicos, tales como remaches, clavos, tomillos, tuercas, pinzas o abrazaderas; o por medios químicos, como soldadura o adhesivos. Por otro lado, el conducto (10) y las láminas (20), las láminas (20) y la placa (30) o el conducto (10), las láminas (20) y la placa (30) pueden constituir un mismo cuerpo monolítico y no requerir medios de unión.

Haciendo referencia a la FIG. 4A, FIG. 4B y FIG. 4C, a continuación se explica el funcionamiento del dispositivo (100) antes, durante y después de una explosión o choque que impulse una corriente de fluido al interior del conducto (10). Haciendo referencia a la FIG. 4A, en un primer momento, antes de que se dé una explosión o choque, el segundo extremo (12) del conducto (10) se encuentra cerrado por la placa (30). Dicha placa (30) está conectada a las láminas (20) que presentan sus dobleces (21) completamente plegados. Además, el interior del conducto (10) y las perforaciones (40) se encuentran aislados por la placa (30).

Haciendo referencia a la FIG. 4B, en un segundo momento donde se da una explosión (E), la energía cinética de las moléculas del fluido cercanas a dicha explosión (E) aumenta. Por lo tanto, el fluido entra a gran velocidad por el primer extremo (11) del conducto (10) y presiona la placa (30) hacia el segundo extremo (12). Dicha presión del fluido sobre la placa (30) hace que dicha placa (30) se desplace hacia el segundo extremo (12), por lo tanto los dobleces (21) de las láminas (20) que están fijadas a la placa (30) se aplanan progresivamente, lo cual permite la absorción de la energía del fluido, ya que este pierde energía al vencer la resistencia presentada por los dobleces (21).

Haciendo referencia a la FIG. 4C, en un tercer momento, las láminas se han extendido hasta su máxima longitud, y la placa (30) ha llegado lo más cerca posible del segundo extremo (12). De esta forma la pluralidad de perforaciones (40) se encuentra conectada con el interior del conducto (10) donde se encuentra el fluido y este, luego de perder energía al empujar la placa (30) y vencer la resistencia de los dobleces (21) de las láminas (20), es direccionado a través de las perforaciones (40).

Haciendo referencia a la FIG.5, y tal como se mencionó anteriormente, la presente divulgación también consiste en una cámara de expansión de gases (300) que comprende el dispositivo (100). Dicha cámara de expansión de gases (300) corresponde a un recinto de mayor volumen que el del dispositivo (100), el cual recibe el fluido con una cantidad menor de energía respecto al mismo fluido antes de pasar por el dispositivo (100).

En una modalidad de la divulgación dicha cámara de expansión de gases (300) hace parte de una subestación de media tensión. De manera que en caso de una falla en unas celdas eléctricas (210) de la subestación, los gases a alta presión y temperatura que llegan a una cámara de pre-expansión (200) se direccionen a la cámara de expansión (300), a través del dispositivo (100). Dicho dispositivo (100) permite que los gases pierdan energía y evita que esta se direccione a otros componentes de la subestación o hacia un operario, causando daños o lesiones. Además, en dicha modalidad particular el dispositivo (100) puede presentar una malla que cubre las perforaciones (40), permitiendo contener partículas fundidas provenientes de las celdas eléctricas (210).

EJEMPLOS

Ejemplo 1

Haciendo referencia a la FIG. l, se diseñó y construyó un dispositivo (100) para la absorción de energía de un fluido. Dicho dispositivo (100) comprendió:

- un conducto (10) fabricado de lámina de acero galvanizada en caliente, con un primer extremo (11) abierto y un segundo extremo (12) abierto, donde dicho conducto (10) tenía sección transversal cuadrada y se elaboró con una hoja doblada que conformaba tres de sus paredes, las cuales se unieron por medio de remaches a una segunda hoja que constituyó la cuarta pared. El espesor del conducto (10) fue de l,52mm, su longitud de 250mm y su altura y ancho de 200mm. Además el conducto (10) contó con veinte perforaciones (40) de 7mm de diámetro en una de sus paredes; dos láminas (20) dentro del conducto (10), cada una con un doblez (21) transversal a la longitud de la lámina (20), dispuestas cada una en una pared opuesta dentro del conducto (10), donde dichas láminas (20) contaron con un primer extremo (20a) conectado por medio de remaches al primer extremo (11) del conducto (10) y un segundo extremo (20b) conectado por medio de remaches a la placa (30). El espesor de las láminas (20) fue de 1,90 mm, su longitud en estado extendido de 195mm y su ancho de 80mm;

- una placa (30) cuadrada dispuesta dentro del conducto (10) cerca al segundo extremo (12) del conducto (10) y antes de las tres perforaciones (40). El espesor de dicha placa (30) fue de l,90mm, su altura de 194mm y su ancho de 194mm.

Ejemplo 2

Haciendo referencia a la FIG.2, se diseñó y construyó un dispositivo (100) para la absorción de energía de un fluido. Dicho dispositivo (100) comprendió:

- un conducto (10) fabricado de acero inoxidable AISI 304, con un primer extremo (11) abierto y un segundo extremo (12) abierto, donde dicho conducto (10) tenía sección transversal cuadrada y se elaboró con una hoja doblada que conformaba tres de sus paredes, las cuales se unieron por medio de tomillos a una segunda hoja que constituyó la cuarta pared. El espesor del conducto (10) fue de l,85mm, su longitud de 350mm y su altura y ancho de 300mm. Además el conducto (10) contó con una pluralidad de perforaciones (40) agrupadas en tres de sus paredes, específicamente la pared inferior del conducto (10) presentó una mayor cantidad de perforaciones (40) con el fin de direccionar hacia abajo el fluido; cuatro láminas (20) dentro del conducto (10), cada una con dos dobleces (21) transversales a la longitud de la lámina (20), cada par de láminas (20) se dispusieron en una pared opuesta dentro del conducto (10). Además, el espesor de las láminas (20) fue de l,90mm, su longitud en estado extendido de 336mm y su ancho de 80mm.;

- una placa (30) cuadrada dispuesta dentro del conducto (10) cerca al segundo extremo (12) del conducto (10) pero antes de las perforaciones (40). El espesor de dicha placa (30) fue de l,90mm, su altura de 294mm y su ancho de 294mm.

Ejemplo 3

Haciendo referencia a la FIG.3, se diseñó y construyó un dispositivo (100) para la absorción de energía de un fluido. Dicho dispositivo (100) comprendió:

- un conducto (10) fabricado de un material compuesto con fibra de carbono, con un primer extremo (11) abierto y un segundo extremo (12) abierto, donde dicho conducto (10) tenía sección transversal cuadrada y se elaboró con una hoja doblada que conformaba tres de sus paredes, las cuales se unieron por medio de remaches a una segunda hoja que constituyó la cuarta pared. El espesor del conducto (10) fue de l,9mm, su longitud de 350mm y su altura y ancho de 300mm . Además el conducto (10) contó con una pluralidad de perforaciones (40) agrupadas en tres de sus paredes, específicamente la pared inferior del conducto (10) presentó una mayor cantidad de perforaciones (40) con el fin de direccionar hacia abajo el fluido; seis láminas (20) dentro del conducto (10), cada una con dos dobleces (21) transversales a la longitud de la lámina (20), donde tres de la láminas (20) se dispusieron en una pared del conducto (10) y las otras tres láminas (20) se dispusieron en la pared opuesta del conducto (10). Donde cada grupo de tres láminas (20) estaba unido en sus primeros extremos (20a) por una primera porción de lámina (22), que se fijaba al conducto (10) y en sus segundos extremos (20b) por una segunda porción de lámina (22) que se fijaba a la placa (30). El espesor de las láminas (20) fue de 2,28mm, su longitud en estado extendido de 336mm y su ancho de 50mm;

- una placa (30) cuadrada dispuesta dentro del conducto (10) cerca al segundo extremo (12) del conducto (10) y antes de la pluralidad de perforaciones (40). El espesor de dicha placa (30) fue de 2,28mm, su altura de 294mm y su ancho de 294mm.

Ejemplo 4

Haciendo referencia a la FIG.5, se diseñó y construyó una cámara de expansión de gases (300) que comprendió el dispositivo (100) mencionado en el Ejemplo 3. Además, dicha cámara de expansión (300) se conectó a una cámara de pre-expansión (200) la cual tiene la capacidad estructural de soportar la primera salida de gases de las celdas (210) de media tensión, lográndose una primera relajación de gases los cuales son encausados al dispositivo (100). Una vez pasan por dicho dispositivo (100) donde se logra la mayor disipación de energía los gases pasan la cámara (300) siendo esta la de mayor volumen de relajación, que se logra debido a la expansión total de los gases, su enfriamiento y posterior salida al exterior de forma segura.

Se debe entender que la presente divulgación no se halla limitada a las modalidades descritas e ilustradas, pues como será evidente para una persona versada en el arte, existen variaciones y modificaciones posibles que no se apartan del espíritu de la invención, definido por las siguientes reivindicaciones.