用於密封易變質物品的真空生成裝置和使用方法

2023-05-28 12:21:56 1

專利名稱：用於密封易變質物品的真空生成裝置和使用方法
技術領域：
本發明涉及一種用於易變質物品如食品的真空生成裝置(vacuumgenerating device)，並且本發明是對本申請人的美國專利申請第10/917，016號的改進。
背景技術：
在商業和家庭真空包裝中，食品經常被裝進塑料真空袋中，並且隨後通過真空密 封裝置(vacuum seal appliance)比如FoodSaver 或 Seal-a-Meal 密封器將袋抽空並 進行密封。對普通家庭來說，這些方法很費力，並且在日常食品儲藏中也顯得太複雜。而且， 真空袋通常是一次性的，其價格昂貴且也很不環保。還已知的是，將食品放入真空容器中，並通過藉助由FoodSaver 或 Seal-a- Meal 密封器給出的真空管將真空密封裝置連接到容器蓋子，或通過藉助由Wang 在美國專利第6，557，462號中教導的蓋子上的止回閥手動除氣來抽空容器。此類真空 容器很容易出現空氣洩露，而且食品很容易堵塞蓋子上的止回閥和真空釋放閥(vacuum release valve) 0蓋子上的止回閥和真空釋放閥也難於清洗，這對於食品儲藏而言不能令 人滿意。在申請人早期公開在美國專利申請第10/917,016號的發明中，教導了用包括 剛性環(rigid ring)和連接到剛性環的彈性膜的真空蓋子將食品密封在現有廚房容器 (kitchen container)中。本發明提供了一種新的真空儲藏裝置(vacuum storage device)，以簡化密封食 品和其他易變質物品的過程，並解決上述真空儲藏裝置存在的問題。發明概述本發明提供一種真空密封裝置，其具有用於適合於容納易變質物品的器皿或 容器的蓋子。蓋子包括剛性邊框(rigid rim)、不可滲透的彈性膜和無閥空氣抽空裝置 (valve-less air evacuator)，剛性邊框具有用於接納器皿的下部開口，不可滲透的彈性 膜的外圍部分連接或固定到剛性邊框上，用於對器皿邊緣密封，而無閥空氣抽空裝置形成 在彈性膜和器皿邊緣之間。剛性邊框由足夠剛性的材料製成，以防止當按壓器皿上的蓋子 時剛性邊框變形。在按壓蓋子時，無閥空氣抽空裝置允許空氣從器皿中流出，而當釋放蓋子 以使所述蓋子回彈並使所述蓋子和容器之間的空間擴大以在器皿內形成真空時，無閥空氣 抽空裝置變成閉合。為方便除去蓋子，該裝置具有無閥真空釋放裝置(valve-less vacuum releaser)，該無閥真空釋放裝置包括手指容納腔(finger-receiving chamber)和位於手 指容納腔上面並且連接到剛性邊框的彈性膜部分，以用於釋放器皿中的真空。手指容納腔 是足夠大的，以允許手指或手指狀構件穿過並推動所述彈性密封構件，以釋放器皿裡面的 真空。為了避免彈性膜在微波爐加熱後捲入(sucking-in)，並且為了防止在所述捲入過 程中器皿中易變質物品的可能破碎或者彈性膜損壞，在彈性膜上或器皿邊緣上設置有至少 一個凸起部分(protruded section)，以使蓋子在器皿上充分傾斜。為防止易變質物品在 冷櫃和冰箱中儲藏過程中器皿中的真空流失，彈性膜在被固定到剛性邊框之前要被充分變薄。在本發明的另一實施方式中，彈性膜可以用剛性或半剛性中心部分以及在剛性邊框的 中心部分和外圍之間的彈性密封構件來替代。本發明還提供了一種使用真空生成裝置的方法把所述蓋子放在裝有易變質物品 的器皿上，藉助形成在彈性膜部分和器皿邊緣之間的空氣抽空裝置通過按壓蓋子迫使空氣 溢出器皿，並釋放蓋子以允許所述蓋子和器皿之間的空間擴大以在其中形成真空。該方法 可進一步包括通過將手指放進無閥真空釋放裝置的手指容納腔內並推動彈性膜來釋放真 空，並且在蓋子使用一次或多次後，通過將蓋子暴露到溫度高於45°c的熱流體中一段時間 來恢復蓋子生成並維持器皿中的真空的能力。


附圖概略地顯示出了本發明的非限定性實施方式，如下圖1是具有器皿上的真空蓋子的真空生成裝置在形成真空前的剖視圖；圖Ia是沿圖1線A-A的裝置上部部分的剖視圖；圖Ib是沿圖1線B-B的裝置的剖視圖；圖Ic是當通過手或手指按壓蓋子時圖1裝置的剖視圖；圖Id是釋放蓋子後圖Ic裝置的剖視圖；圖2是圖1裝置的第一改進方案的剖視圖；圖2a是沿圖2線A-A的裝置上部部分的剖視圖；圖2b是當蓋子在器皿上自然傾斜時圖2裝置上部部分的剖視圖；圖3是根據本發明第二實施方式的具有器皿上的真空蓋子的裝置在形成真空前 的剖視圖；圖3a是當通過手或手指按壓蓋子時圖3裝置的上部部分的剖視圖；圖3b是釋放蓋子後圖3a裝置的剖視圖；圖4是圖3裝置的第一改進方案的剖視圖，表示在形成真空前改進的真空蓋子和 器皿上部部分；圖5是圖3裝置的第二改進方案的剖視圖；圖5a是沿圖5線A-A的裝置上部部分的剖視圖；圖5b是當蓋子在器皿上自然傾斜時圖5裝置上部部分的剖視圖；圖5c是通過手或手指按壓和釋放蓋子後圖5裝置的剖視圖；圖6是根據本發明第三實施方式的具有器皿上的真空蓋子的裝置在形成真空前 的剖視圖；圖6a是沿圖6線A-A的裝置的剖視圖；圖6b是當通過手或手指按壓蓋子時圖6裝置上部部分的剖視圖；圖6c是釋放蓋子後圖6b裝置的剖視圖；圖7是根據本發明第四實施方式的具有器皿上的真空蓋子的裝置在形成真空前 的剖視圖；圖7a是沿圖7線A-A的裝置的剖視圖；圖7b是沿圖7線B-B的裝置的剖視圖；圖7c是在通過手或手指按壓和釋放蓋子後圖7裝置的剖視圖8是根據本發明第五實施方式的具有器皿上的真空蓋子的裝置在形成真空前 的剖視圖；圖8a是沿圖8線A-A的裝置的剖視圖，沒有顯示器皿內的食品；圖8b是當通過手或手指按壓蓋子時圖8裝置的剖視圖；圖8c是在釋放蓋子後圖8b裝置的剖視圖； 圖9是在固定到上部剛性邊框和下部剛性邊框之間以前圖8蓋子的外剛性邊框、 內邊框和膜的剖視圖；圖9a是被變薄約30%以防止真空流失的外剛性邊框、內邊框和膜的剖視圖；圖9b是變薄的膜被固定在外邊框和內邊框之間以後上部剛性邊框、內邊框和變 薄的膜的剖視圖。優選實施方式詳述圖I-Ib表示具有真空蓋子7和器皿2的真空生成裝置1。該器皿具有側壁6、邊 緣21、底部4和用於容納食品5的腔3。蓋子7具有帶有外密封部分28的彈性且不滲透空 氣的膜18、用於給彈性膜18增加強度並使膜能夠在器皿2中生成真空的剛性邊框24，以及 無閥空氣抽空裝置16，無閥空氣抽空裝置16形成在密封部分28和器皿2的邊緣21之間， 用於當蓋子被按壓時釋放器皿裡面的空氣並用於使密封部分28對邊緣21密封，以防止當 蓋子被釋放時空氣進入器皿。剛性邊框24包括外邊框9和內邊框10，外邊框9具有圍繞其外圍的連續槽8，內 邊框10具有可接納在槽8中的上部凸筋(ridge) 11，用於將密封部分28的外圍夾在和固 定在內邊框和外邊框之間。外邊框9還具有上部水平環20、允許接近彈性膜28的上部開 口 19，以及面向底部的內周邊(bottom-facing inner perimeter) 14。內邊框進一步具有 下部開口 22和面向頂部的內周邊(top-facing inner perimeter) 15，下部開口 22接納或 包圍器皿的側壁6或邊緣21，面向頂部的內周邊15適合於外邊框的面向底部的內周邊14， 以使外密封部分28符合面向底部的內周邊14和面向頂部的內周邊15的輪廓或形貌。外 邊框9包括剛性材料，比如金屬、玻璃、陶瓷或硬塑料(比如聚碳酸酯、聚脂、聚丙烯酸酯、聚 苯乙烯、聚丙烯或聚醯胺)，以給予彈性膜18強度，並防止剛性邊框24在彈性膜被向下壓到 器皿2上時變形。如圖l、la和Ib所示，無閥空氣抽空裝置16包括位於外邊框9的面向底部的內周 邊14上的凹下部分14a和位於內邊框10的面向底部的內周邊15上的凸起部分15a，凸起 部分15a可接納在凹下部分14a內，以形成位於蓋子的密封部分28上的凹下部分17。凹下 部分17源於剛性邊框24的凹下部分14a和凸起部分15a，並延伸距離L至彈性膜18的密 封部分28內，以便在凹下部分17和器皿2的邊緣21之間形成開口 27。當通過手指或手 25 (圖Ic)往下按壓蓋子或彈性膜時，開口 27保持部分打開，以允許空氣流出器皿。釋放 時，蓋子或彈性膜往往會回彈，這樣使蓋子和器皿間的空間擴大，並在器皿裡形成真空。無 閥空氣抽空裝置是自閉合的，以使開口 27能夠充分閉合，以便使器皿裡的真空保持一段很 長的時間(圖Id)。為了使無閥空氣抽空裝置16在蓋子或彈性膜釋放後充分閉合，發現，凹下部分 14a或凸起部分15a沿剛性邊框24的內周邊的長度(w)與凹下部分14a或凸起部分15a的 高度(h)之比必須大於1。優選地，w/h比率大於5。例如，當h = Imm時，w必須大於1mm，優選為大於5mm。發現w/h比率小於1的無閥空氣抽空裝置導致器皿2裡面的真空在幾天 或甚至幾小時內流失。還發現，接近凹下部分17的彈性膜的厚度應小於約0. 05英寸，優選 為小於0. 02英寸。為了使無閥空氣抽空裝置起作用，發現彈性膜18所容許的最大厚度為0.25w 或更小。發現當真空蓋子中的彈性膜18比約0. 01英寸薄時，器皿2內的真空可長 時間保持(例如3到30周)。彈性膜18可由以下材料製成，如丁基橡膠、丁腈橡 膠、乙烯丙烯酸彈性體(ethylene acrylic elastomer)、乙丙(或EPDM)橡膠、天 然橡膠、聚氨酯彈性體(polyurethane elastomer)、含苯乙烯的嵌段共聚物彈性體 (styrene-containing block copolymerelastomer)、Santoprene 彈性體禾口聚氯丁烯彈性 體(polychroropreneelastomer)。當使用真空裝置1時，將易變質物品5放入器皿2中，將蓋子7放置在器皿上(圖 1)，並用手或手指25按壓蓋子或彈性膜18以通過無閥空氣抽空裝置16來抽空器皿(圖 Ic)。雖然通過按壓蓋子使無閥空氣抽空裝置的尺寸縮小，但是其仍然足夠大到使空氣流出 (圖1和lc)。通過使w/h比率大於1，且優選為大於4，無閥空氣抽空裝置能夠在釋放蓋子 後正好閉合。在釋放蓋子或不按壓蓋子後，彈性膜的彈性往往使蓋子7向上移，以擴大蓋子 和器皿之間的空間，因此使真空在其間形成。發現開口 27a和2b的閉合足以使真空維持高 達幾個星期，甚至幾個月。應意識到，在沒有無閥空氣抽空裝置16的情況下，當按壓蓋子7時空氣就很難流 出，並且結果器皿7就具有很少的真空或甚至其中沒有真空生成。器皿可以是任意容器，例 如碗、盤、筒、罐、鼓、桶、盒、杯、瓶子或鍋。易變質物品可以是其組成或物理性能可被空氣或 汙染物或空氣中的顆粒改變的任意物品。這樣的物品包括乾食品或溼食品、分析樣品、化學 品、藥品、機械或電子設備。因為圖1裝置1能夠讓消費者通過簡單按壓彈性膜18產生真空密封，所以其不 僅為消費者省下購買昂貴真空密封裝置的錢，而且也使食品的真空密封顯著加快和簡化。 更重要的是，因為裝置1藉助彈性膜18和器皿邊緣21之間的無閥空氣抽空裝置16排出 空氣，所以其就不需要任何閥來從器皿中抽出或去除空氣，如由Saleri等人在美國專利 4，051，97URomero 等人在美國專利 5，871，120,Breen 在美國專利 6，148，875,Glaser 在美 國專利6，194，011和Wang在美國專利6，557，462中的已有技術真空裝置中所教導的。已 有技術真空裝置中這樣的空氣抽氣或去除閥包括閥開口和可移動的閥構件，閥開口和可移 動的閥構件易於由食品和湯中的固體堵塞，並且可移動的閥構件不足以閉合閥開口。代替 已有技術空氣抽氣閥的無閥空氣抽空裝置沒有閥開口或可移動的閥構件，並且直接形成在 器皿2的邊緣上。結果，每次當器皿被清洗時，無閥空氣抽空裝置得到清潔，並且因此與已 有技術真空裝置相比，更不易堵塞或會充分閉合。而且，與包含難清洗區域，比如閥開口處或閥開口底部和閥構件之間的那些區域 的已有技術裝置不同，本裝置1中的食品可僅僅接觸彈性膜18的下表面，這易於清洗。已 有技術裝置中的難清洗區域可能允許有害細菌滋生，並汙染儲藏在其中的食品。因此，本真 空裝置1可以替代已有技術真空密封裝置，提供更多更完備的衛生條件。本發明發現的圖1真空裝置需要注意一點的是，裝有食品的裝置在微波爐裡加熱 後，蓋子7的彈性膜18有時會完全捲入到器皿2中，並把其中的食品弄碎。在食品包含有尖的骨頭或貝類的情況下，發現彈性膜會被削弱，或甚至會被食品刺穿。在微波加熱後，彈 性膜的完全捲入還會使蓋子很難從皿器2去除。發現這樣的微波導致的捲入和食品弄碎問 題出現在微波爐加熱後蓋子7未能快速從器皿移開時。為了解決微波導致的捲入和食品弄碎問題，熱激活通流閥(heatactivated venting valve)(未顯示)最初連接到圖1蓋子的彈性膜18。通流閥具有與彈性膜上的打 孔開口(未顯示)相通的閥開口和通常密封閥開口的雙金屬片(bi-metal plate)。當裝置 1裡的食品被加熱時，雙金屬片變形，並打開閥開口以使器皿通風。雙金屬片在微波加熱後 維持變形狀態，以使器皿通風，因此防止彈性膜捲入器皿內，並防止弄碎食品。遺憾的是，經 常發現由於在食品包含湯或液體時的洩露使通流閥堵塞，或導致真空流失。提供了用於圖1蓋子7的改進方案(圖2、2a和2b)來解決微波導致的捲入和食品 弄碎問題。在改進的蓋子7中，無閥空氣抽空裝置16包括位於外邊框9的面向底部的內周 邊14上的第一凸起部分14a和位於內邊框10的面向頂部的內周邊15上的第一凹下部分 15a,以及位於面向底部的內周邊14上的第二凸起部分14b和位於面向頂部的內周邊15上 的第二凹下部分15a，第一凹下部分15a可接納在第一凸起部分14a內，以在彈性膜18上形 成第一凸起部分17a，第二凹下部分15a可接納在第二凸起部分14a內，以在彈性膜上形成 第二凸起部分17a(圖2和2a)。凸起部分17a和17b分別由剛性邊框24的凸起部分14a 和14b產生，並且延長距離L至彈性膜18的密封部分28，以在器皿2的邊緣21與密封部分 28的被兩個凸起部分17a和17b抬高的部分之間形成開口 27a和27b。因為彈性膜的密封 部分28上的第一和第二凸起部分17a和17b位於蓋子的左側，所以當放置在器皿2上時， 蓋子往往自然傾斜(圖2b)。發現器皿上蓋子的這種傾斜能防止微波爐加熱後彈性膜捲入 器皿內和食品破碎。相信，器皿上蓋子7的傾斜使開口 27b高到足以防止在微波爐加熱後 彈性膜捲入器皿內。通過對剛性邊框24的右側增加更多質量，蓋子7的傾斜可能會逆向，使得開口 27a 更高，而開口 27b更矮。發現這種逆向傾斜對防止彈性膜18捲入和食品5破碎甚至更有效。 還發現，當在彈性膜上形成僅一個凸起部分17a或17b時，只要凸起部分17a夠大，比如大 於彈性膜18區域的20%，就可以使蓋子7在器皿上傾斜。進一步發現，如果圖1裝置1上 的凹下部分14a的高度h大於0. 5mm，優選為大於1mm，那麼彈性膜18的微波捲入和食品5 的破碎問題可能在蓋子7不傾斜時避免。但是，發現蓋子7的傾斜比更深或更高的凹下部 分14a對防止微波導致的捲入和食品破碎問題更有效好幾倍。畢竟，凹下部分14a不能太 深或太高，否則可使無閥空氣抽空裝置16難以閉合。值得注意的是，當凹下部分14a的高 度h大於5-10mm時，無閥空氣抽空裝置變得很少能夠，如果不是不能夠，閉合來保持由器皿 的蓋子7形成的真空。當圖1或2裝置中使用的器皿2比蓋子7顯著小時，發現使蓋子傾斜(圖2b)或 使凹下部分14a(圖1)高於0.5mm不足以解決微波導致的捲入和食品破碎問題。為了防止 當使用較小直徑的器皿2時的捲入和食品破碎問題，發現凸起部分或凹下部分14a的長度 w應是蓋子7周長的約1/32，優選為1/8。圖3、3a和3b提供了圖1蓋子7的第二改進方案，其具有足夠剛性的中心部分79， 以防止在微波爐加熱後的捲入和食品破碎問題。彈性膜18採用環形狀。環形狀彈性膜的內 圍和外圍分別與內邊框10和外邊框9相連接，以在內邊框和內邊框之間在腔31下面形成環形密封部分28。無閥空氣抽空裝置16包括環形密封部分28的一部分81。部分81中的 彈性膜更薄或更易於拉伸，即比環形密封部分28的其他部分中的彈性膜更易拉伸。真空便 利開口 29(vaCuum facilitating opening)形成在外邊框9上，以使腔31排氣而便於在器 皿2內形成真空。在蓋子7被按壓前，無閥空氣抽空裝置16閉合，並且在密封部分28的部 分81和器皿的邊緣21之間沒有間隙(圖3)。當通過手或手指25按壓蓋子時，密封部分28 被推進腔31內，並且器皿內的空氣壓力推動部分81處較薄或較薄弱的彈性膜遠離器皿邊 緣21，以形成開口 27，以便允許空氣從器皿中流出(圖3a)。開口 29使空氣從腔31排出， 以防止在彈性膜18上形成任何空氣壓力。當釋放蓋子之後，彈性膜18趨向於返回到其自 然位置，這樣使蓋子和器皿之間的空間擴大形成真空，並使部分81中的彈性膜對器皿的邊 緣21密封(圖3b)。除了減小部分81上彈性膜的厚度或增加它的延展性以便在按壓蓋子 時形成無閥空氣抽空裝置16外，還發現，如圖1或2那樣在密封部分28上提供凹下部分或 凸起部分也形成無閥空氣抽空裝置。在各種情況下，因為彈性膜18由腔31限定，並且蓋子 的中心部分79足夠剛性，所以此改進的蓋子7不易出現微波導致的捲入和食品破碎問題。圖4為圖3蓋子7提供了第一改進方案，其具有足夠剛性的中心部分79，以防止在 微波爐加熱後微波導致的捲入和食品破碎問題。在這個蓋子中，用接納在環形腔31中的U 形密封墊圈32替代彈性膜。該密封墊圈包括環形底部密封部分28、環形空腔82和具有易 壓的頸部部分34的無閥空氣抽空裝置16。開口 35形成在墊圈32的側壁上，開口 35與真 空便利開口 29相通，以便於壓縮密封墊圈。當蓋子7被按壓時，頸部部分34允許在器皿2 的邊緣21和密封部分28的位於頸部部分以下的部分之間形成開口 27 (未顯示)，以允許器 皿裡的空氣排出。因為蓋子的中心部分79足夠剛性，所以該改進的蓋子7也不易出現微波 導致的捲入和食品破碎問題。圖5_5c為圖3蓋子7提供了第二改進方案，其具有足夠剛性的中心部分79，以防 止在微波爐加熱後的捲入和食品破碎問題。在這個可選的蓋子中，也用接納在環形腔31內 的U形密封墊圈32替代彈性膜18。該密封墊圈包括環形底部密封部分28、環形空腔82、與 真空便利開口 29相通的開口 35，以及包括兩個凸起部分77的無閥空氣抽空裝置16，每個 凸起部分77在密封部分28上都具有長度w和高度h。這兩個凸起部分77位於器皿的邊 緣21上，並且使兩個開口 27a和27b形成在密封部分28和邊緣21之間(圖5和5a)。這 兩個凸起部分77偏離中心，並位於蓋子的右側附近，從而使得蓋子朝器皿2的左側自然傾 斜(圖5b)。發現，蓋子在器皿上的這種傾斜能防止裝有有湯食品(wet food)的器皿在微 波爐裡加熱後蓋子損壞和器皿破裂或變形。當蓋子7被按壓時，開口 27a和27b變得更小，但仍保持足夠大(未顯示)，以允 許空氣從器皿流出。環形腔82中的空氣也通過開口 35、真空便利開口 29以及開口 27a和 27b被按壓出。通過使w/h比率大於1，且優選為大於5，開口 27a和27b能夠在釋放蓋子後 正好閉合。墊圈3的彈性趨向於向上推動蓋子7，以擴大蓋子和器皿之間的空間，從而使其 中形成真空。發現開口 27a和27b的閉合足以使真空保持高達幾天甚至幾周。因為蓋子的 中心部分79足夠剛性，所以該改進的蓋子7不容易出現微波導致的捲入和食品破碎問題。本發明發現的圖1真空裝置1的另一個現象是蓋子7很難從器皿2上去除，尤其 是當器皿裡的大部分空氣都被去除或排出時。發現這種難以去除蓋子的現象對用戶來說很 不方便。還發現當試圖用力從裝有湯或其他液體的器皿移開蓋子時會引起溢出和混亂。如果是熱湯，溢出可能濺到用戶手上，並且引起可能的燙傷或燒傷。圖6、6a、6b和6c描述了 用於裝置1的無閥真空釋放裝置43，以解決這個問題。釋放裝置43包括在剛性邊框24上 的彎曲部分(curved-out section) 94、固定到彎曲部分的彈性膜部分48，以及在彈性膜部 分48下面的由彎曲部分界定的手指容納腔47。手指容納腔47大到足以容納手指或手指狀 構件41 (圖6c)，以使手指能夠向上推彈性膜來生成用於釋放真空的空氣通道。手指41進 行的真空釋放使蓋子7從器皿移開而不會溢出，且較輕鬆。無閥真空釋放裝置進一步具有形成在彈性膜部分48之上的按壓板(squeeze enabler)420按壓板允許將一個手指置於按壓板上，而相同手的另一手指放置在彈性膜下， 以擠壓膜來釋放器皿裡的真空。按壓板42可以是與剛性邊框24相連的薄板，如圖6所示， 或者是與剛性邊框相連的一個或多個梁(未顯示)。重要的是，按壓板被設置得足夠遠離 彈性膜部分48。彈性膜和按壓板之間的距離應大於約2mm，而且優選為大於4mm或0. 16英 寸。由已有技術和產品如FoodSaver 或Seal-a-Meal 真空罐教導的真空食品器皿 中的真空釋放閥具有小的閥開口和密封構件，密封構件在食品儲藏過程中密封閥開口，並 被手動移動遠離閥開口，以在去除蓋子前釋放真空。與已有技術產品中使用的空氣抽氣閥 相似，這種真空釋放閥容易堵塞、閉合不充分且有細菌滋生問題。無閥真空釋放裝置43沒 有這樣的閥開口或密封構件，並且因此在日常家庭使用中可免於這樣的問題。應意識到，對 於形成在冷凍時的常規密封容器或者由Amco或Progressive矽蓋子密封的容器中的非常 低的真空，可通過僅僅向上推蓋子的邊框或外圍來去除蓋子。還應意識到，無閥真空釋放裝 置4用於真空食品罐和密封容3可器的蓋子。在使用時，發現，當手或手指25將彈性膜18按壓至器皿中時，如果用手44稍微往 上抬或向上推釋放裝置的彎曲部分94，則在器皿內形成更深度真空(圖6b)。意識到，無閥 真空釋放裝置43還可形成在圖3至5所示的裝置1的真空蓋子7上。釋放裝置43的彎曲 部分94形成在環形腔31的外邊框9上，而環形狀或環形密封部分28延伸到彎曲部分94 中，以便形成固定到彎曲部分94的彈性部分48 (未顯示)。圖7、7a、7b和7c描述了用於真空蓋子7的無閥真空釋放裝置43的第一改進方 案。裝置1具有矩形器皿2和矩形真空蓋子7，矩形真空蓋子7具有固定到蓋子的剛性邊框 28的矩形彈性膜18，以及兩個無閥真空釋放裝置43，一個無閥真空釋放裝置43在蓋子的左 側，而另一個在蓋子的右側。蓋子7的下部開口 22的尺寸制定成容納器皿2的邊緣21和 兩個手柄49。每個無閥真空釋放裝置43都包括在器皿2的手柄49中的第一手指容納腔 47b、在第一手指容納腔47b之上的彈性膜部分48、在蓋子7的彈性膜部分48之下的第二手 指容納腔47a，以及按壓板42。按壓板42位於形成在外邊框9上的上部水平環20之上一 段預定距離(圖7和7b)。第一手指容納腔47b具有內腔52和外開口 51 (圖7a)，外開口 51足夠大，以允許手指41通過到達第二手指容納腔47a和彈性膜部分48，以便推動彈性膜 來釋放器皿裡的真空(圖7c)。圖8、8a、8b和8c描述了用於圓形真空蓋子7的無閥真空釋放裝置43的第二改進 方案，其包括圓形彈性膜18，其中其外圍部分28類似於圖1所述的固定到剛性邊框24。無 閥真空釋放裝置43包括通過彎曲或使器皿2的側壁6凹進形成的手指容納腔47和位於手 指容納腔之上的彈性膜部分48 (圖8和8a)。腔47足夠大，以容納手指或手指狀構件41，以允許手指推動彈性膜部分48來釋放器皿裡的真空(圖8c)。在此優選實施方式中，上部 水平環20的位於彈性膜部分48之上預定距離的部分可起到按壓板43的作用，以便於釋放 器皿2中的真空。凸起部分57設置在器皿2的邊緣21的前部部分上，而另一凸起部分57設置在器 皿2的邊緣21的後部部分上，以便在凸起部分57的左側上形成開口 27a，而在凸起部分57 的右側上形成開口 27b。前部凸起部分和後部凸起部分57都靠近器皿的右部分設置，以使 蓋子7朝左側傾斜，使開口 27b顯著大於開口 27a，用於防止出現之前討論圖1裝置1的微 波導致的捲入和食品破碎問題。開口 27a和27b也起到無閥空氣抽空裝置16的作用，使得 當手或手指25將蓋子的彈性膜18按壓至器皿中時(圖8b)時器皿中的空氣能夠被抽空， 並使得釋放蓋子後開口 27a和27b能夠充分閉合，以保持形成在器皿2中的真空(圖8c)。本發明發現的圖1真空裝置1的另一個現象是，在冷櫃和冰箱中儲藏很長一段時 間後器皿2中真空的流失。這種真空流失最初被認為是由於存在無閥空氣抽空裝置16。後 來研究發現，即使無閥空氣抽空裝置被有意地從裝置1移走，真空也會在幾天內且有時在 半天內消失。發現，對於像丁基橡膠、乙烯丙烯酸彈性體、乙丙(或EPDM)橡膠、聚氨酯彈性 體和天然橡膠膜的各種彈性膜，器皿中會出現這種真空流失。儘管這種真空流失的原因仍 不能被理解，但是極偶然地發現，如果彈性膜18比膜的原始厚度薄約12%的話，就會防止 或至少顯著減少器皿2中的真空流失。在一些長期儲藏試驗中發現，包括變薄約12%的彈 性膜18的真空蓋子7可以使器皿中的真空保持六個月到一年。在彈性膜相同但沒有使真 空蓋子7變薄的膜的對比試驗中，器皿2中的真空只能保持幾天。圖9a_c顯示了將彈性膜18固定到剛性邊框24之前彈性膜18的變薄過程。在變 薄之前，彈性膜18較厚，並且其外邊緣被夾具72夾住(圖9)。將彈性膜放在剛性的外邊框 9和內邊框10之間。圖9b顯示了通過用夾具72拉伸彈性膜18使膜變薄約25%後的彈性 膜18。圖9c顯示了其中變薄的彈性膜夾在外邊框和內邊框9和10之間的真空蓋子7。通 過外邊框9上的環形槽11和內邊框10上的凸筋8，防止外邊框9和內邊框10分離，其中凸 筋8的厚度加上變薄的彈性膜的厚度的兩倍大於環形槽11的間隙。為了防止在冰箱或冷 櫃中儲藏時器皿2中的真空流失，真空蓋子中的彈性膜18的變薄應是約3 %或更多，取決於 彈性膜的自然和原始厚度，並且在將膜固定於剛性邊框24之前優選大於8%。發現，使用蓋子7生成並保持容器中的真空一次或多次後，蓋子會逐漸失去其生 成並保持用於易變質物品的充足真空的能力。還發現，蓋子的生成並保持真空的能力可至 少部分地通過將蓋子暴露到熱流體例如溫度高於45°C的熱水約10秒至幾分鐘而恢復。發 現在某些情況下，高達95°C的較高的熱流體溫度和較長的暴露時間能更有效地恢復蓋子的 真空生成和保持能力。發現，雖然具有其彈性膜18變薄約10%的真空蓋子7可在冰箱或冷櫃中將器皿2 中的真空保持幾個星期甚至數月，但在由真空蓋子蓋住的器皿在微波爐中加熱一次或兩次 後，同一個真空蓋子不能在冰箱或冷櫃中將器皿中的真空保持超過一天或兩天。認為是微 波使變薄的彈性膜8的特定結構或成分發生了變化，這不利於器皿2和真空蓋子7之間的 真空保持。對彈性膜的各種保護，如通過塑料包裝膜(plastic wrap film)甚至是穿孔的 鋁箔罩住彈性膜，被發現不能有效防止這種微波導致的器皿2中的真空流失。但是發現，可 以通過在將彈性膜固定到剛性邊框24以前，使彈性膜變薄超過15%，優選超過25%來防止真空流失。 本發明的範圍很明顯不限於或不局限於通過舉例描述和附圖中描述的實施方式， 本發明的諸多變動、修改、附加和應用可以想像處於權利要求的範圍內。
權利要求
一種用於密封易變質物品的真空生成裝置，其包括蓋子，其用於適合於容納易變質物品的容器，所述蓋子包括彈性密封構件和剛性邊框，所述彈性密封構件用於對容器上緣形成氣密性密封，所述彈性密封構件基本上不滲透空氣以防止空氣透入容器內，所述剛性邊框連接到所述彈性密封構件，用於接納或包圍容器上緣，所述剛性邊框包括足夠剛性的材料，以用於防止當使所述彈性密封構件變形迫使空氣從容器出來時所述剛性邊框變形，並用於保持容器內的真空；無閥真空釋放裝置，其用於釋放容器中的真空，以方便去除所述蓋子，所述無閥真空釋放裝置包括手指容納區和位於所述手指容納區內並連接到所述剛性邊框的一部分所述彈性密封構件，所述手指容納區足夠大，以允許手指或手指狀構件推動所述彈性密封構件，以釋放容器內的真空；以及由此在使用中，為了打開容器，將手指或手指狀構件放在所述手指容納區內，並推動所述彈性密封構件以釋放容器裡的所述真空。
2.如權利要求1所述的真空生成裝置，其中所述無閥真空釋放裝置進一步包括按壓 板，所述按壓板連接到所述剛性邊框，並位於所述彈性密封構件的上方一段預定距離處，由 此使得能將一手指放在所述按壓板上，而另一手指放在所述彈性密封構件下，並擠壓來釋 放容器裡的真空。
3.如權利要求1所述的真空生成裝置，其中所述無閥真空釋放裝置進一步包括所述剛 性邊框上的一向外彎曲部分，所述彎曲部分界定所述手指容納區並連接到所述一部分彈性 密封構件。
4.如權利要求1所述的真空生成裝置，其中所述手指容納區通過使容器側壁的一部分 向內彎曲或凹陷而形成。
5.如權利要求1所述的真空生成裝置，其中所述手指容納區包括形成在連接到所述容 器的側壁的手柄中的第一手指容納腔和形成在所述蓋子內並位於所述彈性密封構件的所 述部分之下的第二手指容納腔。
6.如權利要求1所述的真空生成裝置，其中所述彈性密封構件包括具有固定到所述剛 性邊框的外圍部分的彈性膜。
7.如權利要求1所述的真空生成裝置，其中所述無閥真空釋放裝置進一步包括一與所 述剛性邊框相連的薄板，所述薄板位於所述彈性密封構件上方。
8.如權利要求1所述的真空生成裝置，其中所述無閥真空釋放裝置進一步包括一與所 述剛性邊框相連的一個梁。
9.如權利要求1所述的真空生成裝置，所述蓋子還含有一個大體上水平的環，所述環 與所述剛性邊框相連並向內延伸以位於所述彈性密封構件上方。
10.如權利要求1所述的真空生成裝置，所述的剛性邊框大體上呈圓形。
11.如權利要求1所述的真空生成裝置，所述的剛性邊框大體上呈四邊形。
12.如權利要求1所述的真空生成裝置，所述蓋子還含有一個連接於或適合連接於所 述剛性邊框的足夠剛性的中心板，從而防止所述蓋子中心部分被負壓捲入容器內。
13.如權利要求12所述的真空生成裝置，所述剛性邊框還包括一個內邊框和一個外邊 框，該彈性密封構件與所述內外邊框相連形成一環形密封部分以密封容器上緣。
14.如權利要求13所述的真空生成裝置還包括一個真空便利開口以避免在所述環形密封部分上方產生氣壓，所述真空便利開口形成在外邊框上。
15.如權利要求1所述的真空生成裝置，其中所述彈性密封構件包括一個適合連接於 所述剛性邊框的密封墊圈，所述密封墊圈有一個環形底部密封部分以密封容器上緣。
16.如權利要求15所述的真空生成裝置，其中所述密封墊圈還包括一個位於所述環形 底部密封部分上部的環形空腔，其中所述蓋子還包括一個真空便利開口以便於壓縮所述密 封墊圈。
17.如權利要求1所述的真空生成裝置，其中所述彈性密封構件包括一彈性膜，所述彈 性膜包括第一部分彈性膜用於對所述容器形成所述氣密性密封和第二部分彈性膜位於所 述手指容納區內，所述第二部分彈性膜連接到所述剛性邊框並只與所述第一部分彈性膜的 一部分相連。
18.如權利要求17所述的真空生成裝置，所述手指容納區包括在剛性邊框上的一個向 外彎曲或凸出部分，所述彎曲或凸出部分與所述第二部分彈性膜相連，且所述彎曲或凸出 部分有足夠大以便一個手指或手指狀部件推動所述彈性膜，釋放容器裡的所述真空。
19.一種用於密封易變質物品的真空生成裝置，其包括蓋子，其用於適合於容納易變質物品的容器，所述蓋子包括彈性膜以密封所述容器，所 述彈性膜基本上不滲透空氣以防止空氣透入容器內，剛性邊框，所述剛性邊框連接到所述彈性膜的外圍部分，且所述剛性邊框包括足夠剛 性的材料，以防止當使所述彈性膜變形以迫使空氣從容器出來時所述剛性邊框變形；且在將所述蓋子放置在容器上之前，所述彈性膜被足夠拉伸，並由所述剛性邊框保持所 述彈性膜於所述被拉伸的狀態；以及在所述被拉伸的狀態下，所述彈性膜的厚度，與未經拉伸的所述彈性膜厚度相比，被足 夠變薄，以防止在儲藏所述易變質物品的過程中容器內的真空流失。
20.如權利要求19所述的真空生成裝置，其中所述彈性膜被變薄至少4%，以防止真空 流失。
21.如權利要求19所述的真空生成裝置，其中所述彈性膜被變薄至少15%，以在使用 所述蓋子覆蓋容器來在微波爐中加熱易變質物品至少一次之後，防止所述蓋子失去其保持 容器內真空的能力。
22.如權利要求19所述的裝置，在所述被拉伸的狀態下所述彈性膜的厚度，與未經拉 伸的所述彈性膜厚度相比，被變薄至少8%。
23.如權利要求19所述的裝置，其中所述剛性邊框含有外邊框和內邊框，所述彈性膜 在裝配時被夾在所述內外邊框之間，與裝配前所述彈性膜原始厚度相比，裝配後所述彈性 膜厚度被變薄至少3%，從而使所述裝置未被使用於容器上時，所述彈性膜保持所述被拉伸 的狀態。
24.如權利要求19所述的裝置，其中所述內外邊框中的一個有一條凸筋，另一個有可 容納所述凸筋的環形槽，該凸筋的厚度加上經拉伸後的彈性膜厚度2倍比該環形槽要大， 以防止所述內外邊框分離和保持，在所述蓋子未使用時，所述彈性膜於所述被拉伸的狀態。
25.如權利要求19所述的真空生成裝置，其中所述彈性膜包括第一部分彈性膜用於對 所述容器形成所述密封和第二部分彈性膜，所述第二部分彈性膜只與所述第一部分彈性膜 的一部分相連，所述裝置還包含一個真空釋放裝置以便釋放容器內的真空，所述真空釋放裝置包含所述第二部分彈性膜。
26.如權利要求19所述的真空生成裝置，還含有一個無閥真空釋放裝置以釋放容器裡 的真空以便移開所述蓋子，所述真空釋放裝置包含一個在所述剛性邊框上的向外彎曲凸出 部分和一部分連於所述彎曲凸出的所述彈性膜，所述彎曲凸出部分足夠大以允許一個手指 或手指狀構件壓上並推動所述彈性膜以釋放容器內的真空。
27.如權利要求19所述的真空生成裝置，還包含在一個所述容器側壁上向內凹的部 分，所述向內凹的部分有足夠大以允許一個手指或手指狀部件通過以推動所述彈性膜。
28.如權利要求19所述的裝置，在所述被拉伸的狀態下，所述彈性膜被固定在所述剛 性邊框上，且固定在所述剛性邊框上的一部分所述彈性膜比其他部分彈性膜更易於拉伸或 延展，以便在所述更易於拉伸或延展的一部分彈性膜和器皿邊緣間形成開口允許空氣從器 皿中流出。
29.如權利要求19所述的裝置，在所述被拉伸的狀態下，所述彈性膜被固定在所述剛 性邊框上，且固定在所述剛性邊框上的一部分所述彈性膜比其他部分彈性膜更弱，以便在 所述更弱的一部分彈性膜和器皿邊緣間形成開口允許空氣從器皿中流出，且所述更弱的一 部分彈性膜有足夠的彈性以使在器皿內形成真空後所述開口閉合以密封器皿。
30.如權利要求19所述的裝置，還包括一個連接於或適合連接於所述剛性邊框的足夠 剛性的中心板，所述足夠剛性的中心板位於所述彈性膜上方。
31.如權利要求19所述的真空生成裝置，還包含一個真空釋放裝置以幫助移開所述蓋 子，所述真空釋放裝置包括與所述剛性邊框相連的一梁和板中的至少一個，所述梁和板中 的至少一個向內延伸以位於所述彈性膜上方，由此在使用中將一個手指放在所述梁和板中 的至少一個上，另一個指頭或手指類部件位於所述彈性膜下，並擠壓來釋放容器裡的真空。
32.如權利要求19所述的真空生成裝置，其中所述蓋子還含有一個大體上水平的環， 所述環與所述剛性邊框相連並向內延伸以位於所述彈性膜上方。
33.使用權利要求19所述的裝置的方法，包括將所述蓋子暴露到熱流體以至少部分 恢復所述蓋子為容器內易變質物品保持真空的能力。
34.一種使用真空生成裝置密封易變質物品的方法，所述真空生成裝置包括蓋子，所述 蓋子用於適合於容納易變質物品的容器，所述蓋子包括中心部分、剛性邊框、彈性密封構件 和空氣排空開口，所述中心部分基本上不滲透空氣以防止空氣透入容器內，所述剛性邊框 位於所述中心部分周圍，所述剛性邊框包括足夠剛性的材料，以防止容器上的所述蓋子被 按壓時所述剛性邊框發生變形，所述彈性密封構件連接到所述剛性邊框，用於對容器邊緣 密封，所述空氣排空開口形成在所述密封構件的一部分和容器邊緣之間，所述方法包括將所述蓋子放在裝有易變質物品的容器上；通過按壓容器上的所述蓋子，經由所述一部分彈性密封構件和容器邊緣之間的所述空 氣排空開口，迫使空氣從容器裡排出；以及釋放所述蓋子，以允許所述蓋子和容器之間的空間擴大來在其中形成真空，以使所述 空氣排空開口閉合，由此保存容器中的真空一段長的時間。
35.如權利要求34所述的方法，其中所述真空生成裝置進一步包括一無閥真空釋放裝 置，所述真空釋放裝置具有一手指容納腔和所述彈性密封構件的位於所述容納腔中的一部 分，所述方法進一步包括步驟將手指或手指狀構件放入所述手指容納腔內，並推動所述彈性密封構件以釋放容器內的真空。
36.如權利要求34所述的方法，其進一步包括步驟在迫使空氣從容器裡排出的所述步驟中，略微抬起所述剛性邊框的一部分，以及 在釋放所述蓋子之前，放開所述剛性邊框的所述部分，由此在所述容器內生成深度真空。
37.如權利要求36所述的方法，其中所述密封構件包括具有固定到所述剛性邊框的外 圍部分的彈性膜，所述方法進一步包括步驟將所述蓋子暴露到熱流體一段時間，以在所述蓋子使用一次或多次後恢復所述蓋子生 成和保持容器內真空的能力。
全文摘要
一種真空密封裝置包括蓋子，蓋子具有剛性邊框、不可滲透的彈性膜和無閥空氣抽空裝置，剛性邊框具有用於接納器皿的下部開口，不可滲透的彈性膜外圍地固定到剛性邊框，用於密封器皿，無閥空氣抽空裝置形成在彈性膜和器皿邊緣之間，當按壓蓋子時，無閥空氣抽空裝置允許空氣從器皿裡排出，而當釋放蓋子以使所述蓋子回彈以在器皿裡形成真空時，無閥空氣抽空裝置閉合。剛性邊框防止蓋子在被按壓時變形，從而使得能夠形成真空。為了方便去除蓋子，該裝置具有無閥真空釋放裝置，無閥真空釋放裝置包括手指容納腔和位於手指容納腔之上且連接到剛性邊框的那一部分彈性膜，用於釋放器皿裡的真空。
文檔編號B65D51/16GK101962105SQ20101000184
公開日2011年2月2日 申請日期2007年7月26日 優先權日2006年8月5日
發明者愛德華·Z·蔡 申請人:愛德華·Z·蔡