Claims (53)
1. Система диффузионного газообмена, включающая: мембрану, содержащую твердую матрицу, расположенную между первой газовой областью и второй газовой областью, причем первая газовая область содержит первый механизм, способный направлять первый поток окружающего газа поперек первой поверхности мембраны и в контакте с нею, а вторая газовая область содержит второй механизм, способный направлять второй поток окружающего газа поперек второй поверхности мембраны и в контакте с нею, причем по меньшей мере один из газовых потоков, первый или второй, содержит взвешенные частицы, при этом мембрана содержит множество извилистых проходов, идущих от первой поверхности мембраны до второй поверхности мембраны для определения максимального размера пор и доли объема пустот, которая составляет по меньшей мере 0,2, и выполнена с возможностью блокирования переноса по существу всех частиц размером менее максимального размера пор между первой и второй газовыми областями и в то же время обеспечения диффузии газов между первой и второй газовыми областями.1. A diffusion gas exchange system, comprising: a membrane containing a solid matrix located between the first gas region and the second gas region, the first gas region comprising a first mechanism capable of directing the first ambient gas flow across the first membrane surface and in contact with it, and the second the gas region contains a second mechanism capable of directing a second stream of ambient gas across the second surface of the membrane and in contact with it, at least one of the gas flows, the first or second oh contains suspended particles, the membrane contains many winding passages extending from the first surface of the membrane to the second surface of the membrane to determine the maximum pore size and a fraction of the volume of voids, which is at least 0.2, and is configured to block the transfer essentially all particles smaller than the maximum pore size between the first and second gas regions and at the same time ensure the diffusion of gases between the first and second gas regions.
2. Система диффузионного газообмена по п. 1, отличающаяся тем, что мембрана выполнена с возможностью блокирования переноса частиц размером 1,0 мм или менее в диаметре. 2. The diffusion gas exchange system according to claim 1, characterized in that the membrane is configured to block the transfer of particles with a size of 1.0 mm or less in diameter.
3. Система диффузионного газообмена по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что мембрана выполнена с возможностью блокирования переноса по существу всех частиц размером 0,1 - 0,5 мкм в диаметре. 3. The diffusion gas exchange system according to claim 1 or 2, characterized in that the membrane is configured to block the transfer of essentially all particles with a size of 0.1 - 0.5 microns in diameter.
4. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что мембрана выполнена с возможностью блокирования переноса всех частиц между первой и второй газовыми областями. 4. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the membrane is configured to block the transfer of all particles between the first and second gas regions.
5. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что мембрана является полимерной. 5. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the membrane is a polymer.
6. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что мембрана является волокнистой микропористой полимерной. 6. The system of diffusion gas exchange according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the membrane is a fibrous microporous polymer.
7. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что мембрана является сферолитовой микропористой полимерной. 7. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the membrane is a spherulite microporous polymer.
8. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что мембрана содержит множество хаотично рассеянных, имеющих неправильную форму термопластичных частиц, причем частью множества являются термопластичные частицы, пространственно разнесенные между собой для получения сети проходов между ними, а часть пространственно разнесенных термопластичных частиц представляет собой частицы, соединенные между собой волокнами. 8. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the membrane contains many randomly scattered, irregularly shaped thermoplastic particles, and part of the set are thermoplastic particles spatially spaced to form a network of passages between them, and part of spatially spaced thermoplastic particles are particles connected between themselves fibers.
9. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что каждый в отдельности первый и второй механизмы, направляющие окружающие газы, содержит камеру повышенного давления. 9. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that each separately the first and second mechanisms directing the surrounding gases, contains a pressure chamber.
10. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что доля объема пустот мембраны составляет по меньшей мере 0,50. 10. The system of diffusion gas exchange according to any one of paragraphs. 1-9, characterized in that the fraction of the volume of the voids of the membrane is at least 0.50.
11. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что доля объема пустот мембраны составляет по меньшей мере 0,70. 11. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-10, characterized in that the fraction of the volume of the voids of the membrane is at least 0.70.
12. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-11, отличающаяся тем, что доля объема пустот мембраны составляет меньшей 0,9. 12. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-11, characterized in that the fraction of the volume of the voids of the membrane is less than 0.9.
13. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-12, отличающаяся тем, что извилистые проходы имеют максимальный размер пор приблизительно 3 - 5 мкм. 13. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-12, characterized in that the winding passages have a maximum pore size of approximately 3-5 microns.
14. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-13, отличающаяся тем, что извилистые проходы имеют максимальный размер пор приблизительно 0,05 - 2,0 мкм. 14. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-13, characterized in that the winding passages have a maximum pore size of approximately 0.05 to 2.0 microns.
15. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-14, отличающаяся тем, что мембрана закреплена между первой и второй газовыми областями и выполнена с возможностью по существу блокировать перенос частиц при воздействии разности давлений на мембрану, превышающей давление разрыва мембраны. 15. The system of diffusion gas exchange according to any one of paragraphs. 1-14, characterized in that the membrane is fixed between the first and second gas regions and is configured to substantially block particle transport when the pressure difference across the membrane is greater than the burst pressure of the membrane.
16. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-15, отличающаяся тем, что мембрана закреплена между первой и второй газовыми областями и выполнена с возможностью по существу блокировать перенос частиц при воздействии разности давлений на мембрану, приблизительно равной давлению разрыва мембраны. 16. The system of diffusion gas exchange according to any one of paragraphs. 1-15, characterized in that the membrane is fixed between the first and second gas regions and is configured to substantially block particle transfer when the pressure difference across the membrane is approximately equal to the burst pressure of the membrane.
17. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-16, отличающаяся тем, что мембрана выполнена с возможностью по существу блокировать перенос частиц при воздействии разности давлений на мембрану, равной 50 кПа или более. 17. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-16, characterized in that the membrane is made with the ability to essentially block the transfer of particles when exposed to a pressure difference on the membrane of 50 kPa or more.
18. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-17, отличающаяся тем, что мембрана выполнена с возможностью поддержания скорости газообмена, уменьшенной не более чем на 2% по сравнению со скоростью, установленной в испытании для определения скорости газообмена после воздействия частиц. 18. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-17, characterized in that the membrane is configured to maintain a gas exchange rate reduced by no more than 2% compared with the speed set in the test to determine the gas exchange rate after exposure to particles.
19. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-18, отличающаяся тем, что отношение коэффициента диффузии выбранного газа при выбранных температуре и давлении в неподвижном воздухе к эффективному коэффициенту диффузии того же самого газа при тех же значениях температуры и давления внутри полых извилистых проходов мембраны равно от 1,03 до 500. 19. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-18, characterized in that the ratio of the diffusion coefficient of the selected gas at the selected temperature and pressure in still air to the effective diffusion coefficient of the same gas at the same temperature and pressure inside the hollow sinuous passages of the membrane is from 1.03 to 500.
20. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-19, отличающаяся тем, что она выполнена так, что часть первого потока окружающего газа ориентирована перпендикулярно второму потоку окружающего газа. 20. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-19, characterized in that it is designed so that part of the first ambient gas stream is oriented perpendicular to the second ambient gas stream.
21. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-20, отличающаяся тем, что она выполнена так, что часть первого потока окружающего газа ориентирована параллельно второму потоку окружающего газа. 21. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-20, characterized in that it is designed so that part of the first ambient gas stream is oriented parallel to the second ambient gas stream.
22. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-20, отличающаяся тем, что она выполнена так, что часть первого потока окружающего газа ориентирована под углом ко второму потоку окружающего газа. 22. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-20, characterized in that it is designed so that part of the first ambient gas stream is oriented at an angle to the second surrounding gas stream.
23. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-22, отличающаяся тем, что она выполнена так, что по меньшей мере один из потоков окружающего газа является ламинарным по отношению к мембране. 23. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-22, characterized in that it is designed so that at least one of the streams of the surrounding gas is laminar with respect to the membrane.
24. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-23, отличающаяся тем, что она выполнена так, что по меньшей мере один из потоков окружающего газа является турбулентным по отношению к среде диффузионного газообмена. 24. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-23, characterized in that it is designed so that at least one of the streams of the surrounding gas is turbulent with respect to the diffusion gas exchange medium.
25. Система диффузионного газообмена по любому из пп. 1-24, отличающаяся тем, что она выполнена так, что первая газовая область содержит воздух, являющийся наружным по отношению к закрытому пространству, а вторая газовая область содержит воздух внутри закрытого пространства. 25. The diffusion gas exchange system according to any one of paragraphs. 1-24, characterized in that it is designed so that the first gas region contains air that is external to the enclosed space, and the second gas region contains air inside the enclosed space.
26. Система диффузионного газообмена по п. 25, отличающаяся тем, что она выполнена так, что вторая газовая область представляет собой чистое производственное помещение. 26. The diffusion gas exchange system according to p. 25, characterized in that it is designed so that the second gas region is a clean production room.
27. Система диффузионного газообмена по п. 25, отличающаяся тем, что она выполнена так, что вторая газовая область представляет собой индивидуальный респиратор. 27. The diffusion gas exchange system according to p. 25, characterized in that it is designed so that the second gas region is an individual respirator.
28. Система диффузионного газообмена по п. 25, отличающаяся тем, что она выполнена так, что вторая газовая область представляет собой внутреннее пространство здания. 28. The diffusion gas exchange system according to p. 25, characterized in that it is designed so that the second gas region represents the interior of the building.
29. Система диффузионного газообмена по п. 1, отличающаяся тем, что мембрана является неполой волокнистой. 29. The diffusion gas exchange system according to claim 1, characterized in that the membrane is incomplete fibrous.
30. Система воздухоочистки, содержащая первый газовый тракт, который проходит от входа к выходу, имеет подводящий участок и отводящий участок и обеспечивает прохождение первого газового потока от входа к выходу, второй газовый тракт, через который может проходить второй газовый поток, мембрану, имеющую первую и вторую стороны и расположенную между первым и вторым газовыми трактами, причем мембрана способна блокировать перенос частиц между первым и вторым трактами, обеспечивая при этом диффузию газов из первого газового потока во второй газовый поток и/или наоборот, причем мембрана по существу отделяет подводящий участок первого газового тракта от отводящего участка, и газонепроницаемую зону теплообмена, обеспечивающую передачу тепловой энергии от отводящего участка первого газового потока к его подводящему участку и/или наоборот. 30. An air purification system comprising a first gas path that extends from inlet to outlet has an inlet portion and an outlet portion and allows a first gas stream to pass from inlet to outlet, a second gas path through which a second gas stream can pass, a membrane having a first and the second side and located between the first and second gas paths, and the membrane is able to block the transfer of particles between the first and second paths, while ensuring the diffusion of gases from the first gas stream into the second g zovy stream and / or vice versa, the membrane essentially separates the inlet portion of the first gas path from the discharging portion and the gas-tight heat exchange zone providing heat transfer from the discharge portion of the first gaseous stream to its portion of a supply and / or vice versa.
31. Система воздухоочистки по п. 30, отличающаяся тем, что она выполнена так, что первый газовый поток содержит воздух, являющийся наружным по отношению к закрытому пространству, а второй газовый поток содержит воздух внутри закрытого пространства. 31. The air purification system according to p. 30, characterized in that it is designed so that the first gas stream contains air that is external to the enclosed space, and the second gas stream contains air inside the enclosed space.
32. Способ обеспечения переноса газовых компонентов из первой газовой области во вторую газовую область без значительного переноса частиц, включающий направление первого потока окружающего газа из первой газовой области поперек первой поверхности нежидкостной мембраны и в контакте с нею, причем мембрана содержит множество извилистых проходов, которые идут от первой поверхности мембраны ко второй поверхности мембраны, имеет долю объема пустот по меньшей мере 0,2 и способна блокировать перенос частиц, и направление второго потока окружающего газа из второй газовой области поперек второй поверхности мембраны и в контакте с нею, при этом по меньшей мере один из потоков окружающего газа содержит частицы, а газ в первой и/или второй газовых областях диффундирует из них через мембрану в другую газовую область, но без переноса частиц. 32. A method of ensuring the transfer of gas components from the first gas region to the second gas region without significant particle transfer, comprising directing the first flow of ambient gas from the first gas region across the first surface of the non-liquid membrane and in contact with it, the membrane containing many winding passages that go from the first surface of the membrane to the second surface of the membrane, has a void volume fraction of at least 0.2 and is able to block particle transport, and surrounds the direction of the second flow gas from the second gas region across the second membrane surface and in contact with it, wherein at least one of the surrounding gas flows contains particles, and gas in the first and / or second gas regions diffuses from them through the membrane into another gas region, but without particle transfer.
33. Способ по п. 32, в котором газы включают дыхательные газы. 33. The method of claim 32, wherein the gases include respiratory gases.
34. Способ по п. 32 или 33, отличающийся тем, что мембрана выполнена с возможностью блокирования переноса по существу всех частиц между первой и второй газовыми областями. 34. The method according to p. 32 or 33, characterized in that the membrane is configured to block the transfer of essentially all particles between the first and second gas regions.
35. Способ по любому из пп. 32-34, отличающийся тем, что мембрана выполнена с возможностью блокирования переноса по существу всех частиц между первой и второй газовыми областями. 35. The method according to any one of paragraphs. 32-34, characterized in that the membrane is configured to block the transfer of essentially all particles between the first and second gas regions.
36. Способ по любому из пп. 32-35, отличающийся тем, что мембрана является волокнистой микропористой полимерной. 36. The method according to any one of paragraphs. 32-35, characterized in that the membrane is a fibrous microporous polymer.
37. Способ по любому из пп. 32-35, отличающийся тем, что мембрана является сфералитовой микропористой полимерной. 37. The method according to any one of paragraphs. 32-35, characterized in that the membrane is a spherulite microporous polymer.
38. Способ по любому из пп. 32-35, отличающийся тем, что мембрана имеет множество хаотично рассеянных неправильной формы термопластичных частиц, причем частью множества являются термопластичные частицы, пространственно разнесенные между собой для получения сети проходов между ними, а часть пространственно разнесенных термопластичных частиц представляет собой частицы, соединенные между собой волокнами. 38. The method according to any one of paragraphs. 32-35, characterized in that the membrane has many randomly scattered irregularly shaped thermoplastic particles, and part of the set are thermoplastic particles spatially spaced to form a network of passages between them, and part of spatially spaced thermoplastic particles are particles interconnected by fibers .
39. Способ по любому из пп. 32-38, отличающийся тем, что первый и второй потоки окружающего газа направляют через камеру повышенного давления. 39. The method according to any one of paragraphs. 32-38, characterized in that the first and second streams of ambient gas are directed through the pressure chamber.
40. Способ по любому из пп. 32-39, отличающийся тем, что мембрана имеет долю объема пустот, равную по меньшей мере 0,50. 40. The method according to any one of paragraphs. 32-39, characterized in that the membrane has a void volume fraction of at least 0.50.
41. Способ по любому из пп. 32-40, отличающийся тем, что мембрана имеет долю объема пустот, равную по меньшей мере 0,70. 41. The method according to any one of paragraphs. 32-40, characterized in that the membrane has a void volume fraction of at least 0.70.
42. Способ по любому из пп. 32-41, отличающийся тем, что извилистые проходы определяют максимальный размер пор, причем мембрана способна блокировать перенос частиц, размер которых меньше максимального размера пор. 42. The method according to any one of paragraphs. 32-41, characterized in that the winding passages determine the maximum pore size, and the membrane is able to block the transfer of particles whose size is less than the maximum pore size.
43. Способ по любому из пп. 32-42, отличающийся тем, что извилистые проходы имеют максимальный размер пор приблизительно 3 - 5 мкм. 43. The method according to any one of paragraphs. 32-42, characterized in that the winding passages have a maximum pore size of approximately 3-5 microns.
44. Способ по любому из пп. 32-43, отличающийся тем, что извилистые проходы имеют максимальный размер пор приблизительно 0,05 - 2,0 мкм. 44. The method according to any one of paragraphs. 32-43, characterized in that the winding passages have a maximum pore size of approximately 0.05 to 2.0 microns.
45. Способ по любому из пп. 32-44, отличающийся тем, что в нем дополнительно укрепляют мембрану и по существу блокируют перенос частиц, когда разность давлений на мембране приблизительно равна давлению разрыва мембраны или более. 45. The method according to any one of paragraphs. 32-44, characterized in that it additionally strengthens the membrane and essentially blocks the transfer of particles when the pressure difference across the membrane is approximately equal to the burst pressure of the membrane or more.
46. Способ по любому из пп. 32-45, отличающийся тем, что дополнительно по существу блокируют перенос частиц, когда мембрана подвергается воздействию разности давлений на мембране, равной 300 кПа или более. 46. The method according to any one of paragraphs. 32-45, characterized in that it further essentially blocks the transfer of particles when the membrane is exposed to a pressure difference of 300 kPa or more on the membrane.
47. Способ по любому из пп. 32-46, отличающийся тем, что мембрана выполнена с возможностью поддерживать скорость газообмена, уменьшенную не более чем на 2% по сравнению со скоростью, установленной в испытании для определения скорости газообмена после воздействия частиц. 47. The method according to any one of paragraphs. 32-46, characterized in that the membrane is configured to maintain a gas exchange rate reduced by no more than 2% compared with the speed set in the test to determine the gas exchange rate after exposure to particles.
48. Способ по любому из пп. 32-47, отличающийся тем, что отношение коэффициента диффузии выбранного газа при выбранных значениях температуры и давления в неподвижном воздухе к коэффициенту диффузии того же газа при тех же значениях температуры и давления внутри полых извилистых проходов мембраны равно от 1,03 до 500. 48. The method according to any one of paragraphs. 32-47, characterized in that the ratio of the diffusion coefficient of the selected gas at the selected temperature and pressure in still air to the diffusion coefficient of the same gas at the same temperature and pressure inside the hollow tortuous passages of the membrane is from 1.03 to 500.
49. Способ по любому из пп. 32-48, отличающийся тем, что он включает операцию поддержания по меньшей мере одного из потоков окружающего газа в турбулентном состоянии относительно среды диффузионного газообмена. 49. The method according to any one of paragraphs. 32-48, characterized in that it includes the operation of maintaining at least one of the streams of the surrounding gas in a turbulent state relative to the diffusion gas exchange medium.
50. Способ по любому из пп. 32-49, отличающийся тем, что он включает операцию поддержания части первого потока окружающего газа в перпендикулярном положении относительно второго потока окружающего газа. 50. The method according to any one of paragraphs. 32-49, characterized in that it includes the operation of maintaining part of the first stream of ambient gas in a perpendicular position relative to the second stream of surrounding gas.
51. Способ по любому из пп. 32-49, отличающийся тем, что он включает операцию поддержания части первого потока окружающего газа противоположно направленной относительно второго потока окружающего газа. 51. The method according to any one of paragraphs. 32-49, characterized in that it includes the operation of maintaining part of the first ambient gas stream oppositely directed relative to the second ambient gas stream.
52. Способ по любому из пп. 32-49, отличающийся тем, что он включает операцию поддержания части первого потока окружающего газа под углом по отношению ко второму потоку окружающего газа. 52. The method according to any one of paragraphs. 32-49, characterized in that it includes the operation of maintaining part of the first stream of ambient gas at an angle with respect to the second stream of surrounding gas.
53. Способ по любому из пп. 32-52, отличающийся тем, что в нем поддерживают по меньшей мере один из потоков окружающего газа в ламинарном состоянии относительно среды диффузионного. 53. The method according to any one of paragraphs. 32-52, characterized in that it supports at least one of the streams of the surrounding gas in a laminar state relative to the diffusion medium.