用於泡製飲料的能被浸泡的物質的盒的製作方法

2023-10-18 01:29:09

專利名稱：用於泡製飲料的能被浸泡的物質的盒的製作方法
技術領域：
本發明總體涉及飲料的泡製。更具體而言，本發明涉及用於泡製飲料的容納能被浸泡的物質如磨製咖啡的密封盒的構造和製造。
背景技術：
多年來製備如咖啡的飲料涉及使用散咖啡渣在壺中或其它容器中泡製多份飲料。在一些設備中，像例如在稱為「法蘭西壓榨器」的咖啡機中，咖啡渣與熱水混合，然後從泡製 的飲料被去除。其它設備引導處於壓力下的熱液體通過在過濾器比如錐形濾紙上方的容納 散磨製咖啡的開口的或封閉的籃子。受到不同市場需求的刺激，用於泡製飲料具體是咖啡的方法和設備近年來已經歷了多次轉變。便利性需求帶來了由磨製咖啡的預包裝袋代替如在傳統滴濾咖啡機中那樣從 散裝包裝的磨製咖啡人工估量咖啡。預包裝袋包括具有預先測量的散磨製咖啡部分的可滲 透濾紙包。不可滲透包裝存儲所述袋以保鮮。將所述袋從其包裝中移出放置在籃或類似接 收器中。然後，處於大氣壓力下的熱水流過所述袋及其內容物，以從磨製咖啡榨出味道獨特 和氣味芳香的咖啡。由於許多使用者已經顯示出泡製個性化飲料的喜好，已經引出另一市場需求。這種對於具體用於家庭使用的單份咖啡泡製設備的喜好引起了預先包裝的一次性咖啡盒或 咖啡筒以及相關泡製設備的開發。例如，Malmquist的美國專利No. 4，921，712公開了一種 在自動滴濾式飲料泡製機中使用的一次性筒。該筒包括具有第一開口端的第一杯以及由至 少一個埠穿透的基本封閉的第二端。過濾構件容納磨製咖啡並套裝在第一杯內。第二杯 具有開口底端以及基本封閉的頂端，且第二杯覆蓋在第一杯上面。第二杯的封閉端具有多 個孔並形成淺接收器。使用者從第二杯除去密封箔片，並將筒放置在與水輸送管嘴間隔開 的泡製設備的架上。該設備將處於低壓和速率可控的熱水輸送到筒的頂部。只要水不溢出 淺接收器，則不需要在設備與筒之間進行密封。Haliday等人的美國專利No. 7，097，074 (2006)和美國專利申請 No. 2004/01997444以及Garman的美國專利No. 6，681，960(2004)公開了另一種低壓飲料制
備系統。在此系統中，泡製室接收筒。使得泡製時間最短成為另一市場需求。最近得到確認的是，如果將咖啡豆磨得比這種滴濾式泡製設備中所使用的更細，則能顯著縮短這種泡製設備的榨制時間或者「泡製 周期」。更細的磨製對水暴露更大的表面面積。但是，咖啡渣具有更大的聚集率和體積密度。 這增加了水流過筒以及該筒內的渣的流體阻力。從而，水必須在封閉泡製室內在高壓下輸 送以能在短期內流過咖啡。這引起了由與泡製設備整體形成的構件形成的密封泡製室的開發。例如，Paina的美國專利No. 4，389，925 (1983)描述了與扁平圓形筒一同使用的飲料榨取分配機。筒容納 可泡製品，如磨製咖啡，並具有橫向穿過大致圓柱形側壁的可滲透的上壁和下壁。在此參考 文件中，壓力板與該筒相互作用以提供密封。
但是，因為泡製室周圍的密封件洩漏，壓力下的泡製產生問題。一個解決辦法就是 設計具有複雜封件的泡製室。但是，隨著密封件對加工的完整性來說變得更重要，盒的放置 對防止水繞過該盒並避免會導緻密封件洩漏的盒的部分與泡製室之間的幹擾而言變得更 關鍵。
易於清潔已成為又一市場需求。清潔這種泡製設備可能是複雜的，並會在設備的 設計和製造中引入複雜性。密封泡製室為泡製設備的一部分，且該密封泡製室的表面接觸 泡製的飲料。由此，在使用之後，必須清潔泡製室的內表面。優選的是，這種表面應當位於 該設備易於拆卸以進行清潔的部件上。在非住宅或非家庭環境，如在旅店房間或其它商用環境中使用這種泡製設備還具 有其它市場需求。用於此商業市場的標準完全不同。例如在旅店環境下，房間內的咖啡設 備必須是不昂貴的、以最小的操作成本可靠操作並且易於使用。此外，最重要的是，這種泡 制設備必須使房間服務員清潔和保養泡製設備、處理用過的咖啡渣以及補充房間內的咖啡 供應的勞動力最小。在許多旅店中，房間內的咖啡設備包括熱水器、杯子和預先包裝的預先 量好的密封袋裝速溶咖啡。其它旅店已開始使用傳統咖啡泡製機，所述傳統咖啡泡製機使 用盒或筒來泡製咖啡。出現使用單個設備來泡製不同份量的飲料滿足另一市場需求的期望。在採用單份 量咖啡泡製設備時，存在事實上大約為175毫升(6盎斯)標準份量。但隨著時間的推移， 不同的單份量已經變得普遍，需要不同量的預先量好的咖啡包裝。一種方法是對唯一尺寸 和容量的盒提供預先量好的量。對不同尺寸盒的需求要求盒製造商庫存各種尺寸的零件並 調整製造工藝的各種參數以匹配這些尺寸。此外，不同尺寸的盒會使泡製設備的構造複雜 以使得該設備適應不同尺寸的盒。。所有這些市場需求已引起了對於各種各樣的盒結構以及相關設備的提議。例如， Fond 的美國專利 No. 5，197，374、No. 5，242，702 以及 No. 5, 897, 899(199)公開了用於萃取 筒內容納的咖啡的裝置以及密封筒的多種變型。該筒具有杯子和蓋以形成用於能被浸泡的 物質密封容器。當被安裝到泡製設備中時，噴水器穿透蓋或杯子中的一個，以施加將通過盒 的流動格柵或類似部分被排出的處於壓力下的水。在Favre等人的美國專利No. 4，846，052中，設備通過利用尖銳的水輸送管刺穿盒 的一端從在密封筒中容納的能被浸泡的物質萃取物質比如咖啡，並通過將該筒的另一端刺 穿將泡製的飲料分配到分配通道中。Fischer的美國專利No. 5，794，519(1998)公開了一種泡製頭，所述泡製頭包括可 以鉸接方式連接在一起的上部分和下部分。多個空心針從上部分突出進入泡製腔中，用於 將水輸送至咖啡泡製盒的內部。下部分具有用來刺穿咖啡盒的下側的突起。上部分中的噴 射裝置噴射已使用的咖啡盒。Schmed 的美國專利 No. 6，499，388(2002)和 No. 6，536，432 (2003)公開了刺穿構 件，所述刺穿構件位於泡製室內，刺穿咖啡筒的一端用於從該筒吸取飲料。泡製室在泡製期 間形成密封接收器。Kollep的美國專利No. 6，880，454(2005)公開了位於泡製室中的刺穿構件。所述 刺穿構件刺穿盒以輸送用於泡製咖啡的水。Yoakim的美國專利No. 6，966，251 (2005)公開 了一種可替代實施例，其中，位於泡製室中的刺穿構件刺穿咖啡盒。
Macchi等人的美國專利申請No. 2005/0172822公開了一種用於咖啡的筒。該筒包 括用於可溶物的容器、置於所述容器的頂部上的蓋子以及位於所述容器內部的過濾器。所 述容器的底壁包括薄而脆弱的中心部分以及能破裂的部分。該泡製設備將筒接收在密封室 中。在泡製以後，壓力使得底部破裂以分配飲料。
Lazaris等人的美國專利No. 6，607，762 (2003)公開了一種過濾筒，其中，可滲透 的飲料過濾器元件將容器的內部分成第一室和第二室。肋支承容器內部的可滲透的過濾 器。第一室容納飲料介質；第二室收集泡製的飲料用於分配。入口探針和出口探針刺穿蓋 子以分別地將水引入和將泡製的飲料從第一室引導到第二室中。Hu等人的美國專利No. 6，832，542公開了一種盒，所述盒用於通過將處於壓力下 的熱水引導到盒中來製備飲料。該盒的橫截面適於在內部水壓的作用下朝內變形。盒在泡 制期間位於密封室內。Schifferle 的美國專利申請No. 2003/0172813,2005/0150390 以及 2005/0150391 公開了容納單份可通過水萃取以製備飲料的物質的筒。位於所述物質前面和後面的導流構 件分配水。氣密箔片覆蓋該筒。具體而言，美國專利申請No. 2005/0150391公開了一種用 於泡製筒中所容納的粉狀咖啡的咖啡機。筒的底部設置有孔。箔片覆蓋筒底部的內部。現有技術盒和泡製設備的經驗已形成了家居和商用環境均能使用的設備的一系 列新的所需市場特徵。具體而言，這些市場需要容納能被浸泡的物質比如咖啡的盒，所述盒 使用簡單而且製造成本低，並保持能被浸泡的物質新鮮。所述盒必須使得將被泡製的能被 浸泡的物質在盒內處於壓力下。盒必須是防幹擾的，以便每個使用者能確定其他人沒有接 觸盒中的內容物。當在泡製設備中使用這種盒時，泡製盒必須足夠硬，以被存儲在自動售貨 機或其它分配器中，或者從所述自動售貨機或其它分配器分配，以防止在泡製期間損壞。這 些盒也必須是一次性的。此外，盒結構必須能實現易於使用並只需最小維護工作量的泡製 設備的構造。上述現有技術的回顧表示每種不同類型的盒可滿足一個或多個需求，但不能 滿足所有需求。所需要的是滿足所有市場需求、製造容易且成本低、易於使用並能使泡製設備的 構造滿足對這種設備的所有市場需求且需要最少的使用者維護的盒。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種滿足所有的市場需求的、能在飲料泡製設備中使 用的容納能被浸泡的物質的密封盒。本發明的另一目的是提供一種生產成本低的容納能被浸泡的物質的盒，所述盒保 持能被浸泡的物質新鮮且使用起來直觀明顯。本發明的又一目的是提供一種用於在飲料泡製設備中使用的盒，所述盒用作一次 性浸泡室，並將任意泡製的飲料與泡製設備隔離起來。本發明的又一目的是提供一種盒，所述盒能容納不同量的能被浸泡的物質。本發明的又一目的是提供一種用於能被浸泡的物質的盒，所述盒能實現易於使用 且需要最少維護的飲料泡製設備的構造。根據本發明的一方面，提供一種能被浸泡的物質的盒，所述能被浸泡的物質的盒 在用於將泡製的飲料分配到飲料接收器內的設備中使用，其中所述設備將液體輸送至所述盒並包括用於支承所述盒的盒接收件。所述盒包括容納所述能被浸泡的物質的盒基部。分 配結構將泡製的飲料引導至飲料接收器。支座從靠近所述分配結構的盒基部延伸用於形成 密封支承。密封件附接至所述支座用於密封所述分配結構。隨著所述盒放在所述盒接收件 內，密封件抵靠分配結構而破裂，從而使得泡製的飲料能從分配結構通過並直接到達所述 飲料接收器。
根據本發明的另一方面，提供一種能被浸泡的物質的盒，所述能被浸泡的物質的 盒在用於將泡製的飲料分配到飲料接收器內的設備中使用，其中所述設備將液體輸送至所 述盒。所述盒包括盒基部、蓋以及液體分配部件。所述盒基部部件限定具有能被穿透的支 承結構的具有開口端的腔，所述腔容納能被浸泡的物質，且從所述腔能分配泡製的飲料。所 述蓋附接至盒基部並具有用於將液體從所述設備引導到所述腔內的能被刺穿的入口。所述 蓋還密封所述腔。所述液體分配部件在所述蓋與所述能被浸泡的物質中間，位於腔內的預 定位置，用於將液體分配到所述能被浸泡的物質中。所述液體分配部件上的定位件將其保 持在腔內的適當位置，從而能對所述液體分配部件進行定位以壓縮腔內的一定範圍內的能 被浸泡的物質的量。根據本發明的另一方面，提供一種能被浸泡的物質的盒，所述能被浸泡的物質的 盒在用於將泡製的飲料分配到飲料接收器內的設備中使用，其中所述設備包括將處於壓力 下的熱水輸送至所述盒的水輸送探針和盒接收件。所述盒包括盒基部，所述盒基部具有側 壁、開口端和分配結構，並具有底盤和肋，所述肋將泡製的飲料引導至所述分配結構。所述 分配結構包括從底盤延伸的尖銳管嘴、與所述管嘴同心的護圈以及密封件，所述密封件附 接至上述護圈用以覆蓋管嘴，從而提供用於保持能被浸泡的物質新鮮的第一密封件，隨著 所述盒放在所述盒接收件內所述密封件越過尖銳管嘴而破裂。所述盒還包括由肋支承的過濾器、在所述過濾器上的能被浸泡的物質、水分配板 以及蓋。所述水分配板具有從其通過的多個孔並與側壁接合，從而壓縮能被浸泡的物質抵 靠所述過濾器。所述蓋在所述開口端附接至盒基部，由此提供用於保持所述能被浸泡的物 質新鮮的第二密封件。所述蓋的一部分適於由水輸送探針刺穿以輸送所述蓋與所述水分配 板中間的處於壓力下的熱水。


所附權利要求書具體指出並明確聲明本發明的主題。在結合附圖閱讀以下詳細說 明之後，本發明的各種目的、優點和新穎特徵將更加顯而易見，其中，相同附圖標記表示相 同裝置，且其中圖1是根據本發明構造的盒的透視圖；圖2是部分被剖切掉的圖1的盒的另一透視圖；圖3是以透視方式示出了圖1中的盒的部件的局部剖面分解圖；圖4是沿著圖1中的線4-4截取的容納少量能被浸泡的物質的組裝盒的剖面圖；圖5是沿著圖1中的線4-4截取的容納最大量的能被浸泡的物質的組裝盒的剖面 圖；圖6是用於圖1的盒的盒基部部件的透視圖；圖7是沿圖6中的線7-7截取的剖面圖8是沿圖1的線4-4截取的在盒中使用的水分配板的剖面圖；圖9是用於圖1的盒的蓋部件的局部被剖切掉的透視圖；圖10是沿圖9的線10-10截取的蓋的剖面圖；圖11是用於蓋的可替代實施例的剖面圖；圖12描繪了用於製造本發明的盒的方法；圖13是適於應用根據本發明製造的盒且其蓋子打開的飲料泡製設備的透視圖；圖14是通過圖13所示的蓋子打開的設備的一部分的剖面圖；以及圖15是蓋上蓋子的與圖14類似局部剖面圖。
具體實施例方式在前述相關技術的說明中，往往交替使用「盒」和「筒」。為達到清晰和一致性的目的，下文的說明將術語限制為「盒」。盒20如圖1至圖11所示，具體如圖1至圖5所示，根據本發明構造的能被浸泡的物質 的盒20為包括若干個部件的整體結構。在外部，這些部件包括用於容納能被浸泡的物質的 盒基部21以及盒蓋22。在內部，盒20包括一層過濾紙或者過濾器23以及液體或水分配板 24。能被浸泡的物質比如圖4和圖5中所示的磨製咖啡25容納在位於水分配板24與過濾 器23中間並由盒基部21的側壁30界定的腔內。更具體而言，參照圖3至圖7，盒基部21包括側壁30，並具有杯狀，具有封閉底部 和開口頂部。側壁30上位於開口頂部外周的徑向朝外延伸的凸緣31為蓋22提供了平坦 的環狀支承表面。如圖6和圖7所示，底盤32封閉盒基部21的底部，並略成凹陷狀。底盤 32包括中心分配結構33，該中心分配結構33通過中心孔34和分配管嘴35將泡製的飲料 引導至杯子或其它飲料接收器。分配管嘴35在圖3至圖7中從底部底盤32向外向下延伸 至為尖銳的自由端。底盤32包括整體的、徑向延伸的、成角度間隔開的內部肋36和37，所述肋36和 37朝外周逐漸變細。肋36比肋37更長。這些肋具有多種功能。它們支承過濾器23。結 合底盤32的凹陷，肋36和37形成從側壁30向下至孔34的匯流傾斜通道，從而引導泡製 的飲料通過孔34和分配管嘴35。肋36和37還使得底盤32的剛性最強以保持其結構完整 性。另外，盒20在側壁30與底盤32的交匯處形成有環形架38，所述架38進一步增強了盒 剛性。在製造的過程中，以現有技術中公知的方式將過濾器23固定附接至架38，以將過濾 器23保持在盒基部21中的合適位置。具體參照圖2至圖5以及圖7，護環或護圈40從底盤32的外部向下延伸，從而形 成與管嘴35同心並接近的支座。也就是說，護圈40延伸的距離至少是管嘴35從底盤32 延伸的距離。護圈40從而在處理和存放期間保護分配管嘴35。護圈40的自由端41形成環狀平坦支承表面，所述環狀平坦支承表面支承薄氣密 密封箔片42。箔片42密封管嘴35，以保持能被浸泡的物質25的新鮮。箔片42還防止使 用者接觸到管嘴35的尖銳端。粘附材料或者其它裝置將箔片42固定至自由端41。在此 實施例中，護圈40的外周圓柱形延伸部形成保護外周隔板或隔柵43。隔柵43防止在泡製 過程中箔片42的有意刺穿之前通過推壓管嘴35的自由端而無意刺穿箔片42，稍後將作論述。現參照圖3到圖5以及圖8，水分配板24為具有淺凹中心部分45和外周定位結構 46的薄板44。多個間隔開的孔47在中心部分45與定位結構46之間的環形區域48內延伸 通過整個板。每個孔47允許泡製液體比如水通過，而阻止咖啡渣通過。孔47的匯流區域 或整個區域允許僅以最小壓降使得在水分配板24上方在壓力下供應的大量液體通過。多 個孔47可位於隨機或規則陣列內。圖4和圖5中的定位結構46使得能根據不同量的能被浸泡的物質來製造盒20。 具體而言，定位結構46具有向下延伸的腿部50、反向彎曲部51以及尾部52的大致J形，所 述尾部52具有優選具有羽狀部(feathered)的外表面53，所述具有羽狀部的外表面53隨 著水分布板24被插入盒21中滑過側壁30內表面。如稍後將作的更詳細的描述，製造方法包括將大量能被浸泡的物質比如咖啡渣分 配到盒20中的步驟。參照圖4和圖5，具有安裝的過濾器23的盒基部21接收能被浸泡的 物質。然後，插入水分配板24，並使水分配板朝著底壁32移位，直到已獲得預定的力。這是 壓縮能被浸泡的物質達到指定密度所需要的力。在解除該作用力時，定位結構46阻止任何反向位移。具體而言，水分配板24上的 合力在尾部52上產生強制具有羽狀部的外表面53緊靠側壁30內表面的徑向朝外的作用 力。將理解的是，在通過注射成型製造盒基部21時，側壁30不會是圓柱形，而會具有 從開口端到底壁32的略朝內的錐度或者「斜度」。此「斜度」使得注射成型模具能在部件形 成之後分離，並使得部件能從模具中取出。眾所周知，這些斜度角只有一點角度。當斜度角 大約為2°或更小時，具有羽狀部的外表面53與側壁30之間的合成摩擦力大於試圖使水分 配板24移位的力，因此，水分配板24在適當位置保持固定。由此，此定位結構46不依賴於鎖定在盒基部21中的機械預定位置。因此，定位結 構46使得盒基部21能具有足夠的深度來容納一定量的能被浸泡的物質。在一個實施例中， 盒基部21能容納總共18克(0.6盎司)的咖啡。圖4和圖5描繪了一種類型的盒分別具有 大約9克和18克磨製咖啡的不同構造。這樣，單個盒20具有柔性，這是因為，所述盒能為 不同尺寸的杯子，或者不同強度的能被浸泡的物質——包括但不限於咖啡、茶葉和可可粉， 或者它們尺寸和強度的組合提供適量的能被浸泡的物質。在此實施例中，具有羽狀部的外表面53沿著側壁30的光滑內表面滑動。本領域 的技術人員將了解，將水分配板限制為單向運動的其它機構可用於代替具體公開的定位結 構46。例如，多個脊可位於內側壁表面的部分上，以通過與等價於尾部52的結構相互作用 而提供正增長的制動操作。現在參照圖3到圖5、圖9和圖10，蓋22具有圓頂狀的薄圓形本 體54，所述薄圓形 本體54具有多個從中心結構56至外周凸緣57成角度間隔開的、徑向延伸的、逐漸變細的 肋55。肋55提供整體結構。如上所述，外周凸緣57和基部21上的凸緣31通過超聲波焊 接或其它方法相連而形成整體組件。中心結構56使得水輸送探針能刺穿蓋22以將處於壓力下的液體輸送至盒20。中 心結構56包括圓柱形本體60，所述圓柱形本體60從本體54下垂並終止於多個徑向面向的 拱形通道61。蓋22的破裂口 62與圓柱形本體60對齊以有利於刺穿。在此實施例中，整體的圓柱形隔板63環繞破裂口 62以阻止刺穿效果的任何蔓延，從而預防對蓋22的完整性造成任何影響。圖11描繪了蓋22的可替代實施例，其中，相同附圖標記表示相同元件。在此實施 例中，與圖9和圖10的實施例類似，中心結構56包括從本體54下垂並終止於多個徑向面向 的拱形通道61的圓柱形本體60。但在此實施例中，圖9和圖10的破裂口 62和隔板63由 預形成的孔64和氣密密封箔片65替代。密封箔片65固定至本體54的一部分包圍孔64， 以提供保持內容物新鮮所需要的密封。孔64的尺寸被製成為接收探針。根據這個替代實 施例，不需要破壞圖9和圖10所示的本體54的任何材料。而僅是探針僅僅穿透密封箔片 65而到達盒20的內部。此變形允許箔片印製有與盒的使用相關的信息，或者提供有關盒的 內容物的信息。盒製造在描述圖1中的盒20的操作和使用之前，回顧用於盒20的製造方法是有幫助的。 將變得明顯的是，前述構造極大地簡化了製造方法。首先，可以預先製造圖3所示的每個部 件，即基部21、蓋22、過濾器23、水分配板24以及箔片42。通過基部21深度的合理選擇， 將僅僅需要一種類型或者有限數量類型的該部件來覆蓋大範圍內容物容量。儘管將被包含 在盒20中的能被浸泡的物質的量不同，但所有其它部件會是相同的。此外，除了過濾器23 和箔片42以外，其它所有部件都能通過注射成型或其它低成本製造方法製造。過濾器23 和箔片42能衝壓或切割自片材等等。因此，僅存在與部件製造有關的最低成本。圖12示意性地示出了用於製造盒的方法，比如圖1至圖5所示的盒20的方法。該 方法開始於位置I，如圖所示地倒置盒基部21，以將箔片42施加到護圈40上。在從位置I轉換到位置II的過程中，將盒基部21倒置為正立狀態。位置II將過 濾器23裝載到盒基部21內以處於肋36和37頂部並被固定附接至圖6所示的環形架38。 在位置III處，被示意性示出為分配管70的分配器將所分配量的能被浸泡的物質比如咖啡 渣25沉積到過濾器23上方的盒基部21中。在位置IV處，另一製造設備使得水分配板24行進到盒基部21中的適當位置以獲 得所需的封裝密度。在位置V處，另一製造設備將蓋22附接至基部21的頂部，以使得凸緣31和57對 齊而通過超聲波焊接機71或其它已知設備相連，從而在位置VI中形成最終的盒20。將會 明顯的是，可在安裝蓋22之前將不活潑氣體比如氬或氮引入盒20。這種氣體的引入置換了 盒20內的所有空氣而有助於保持新鮮。將會明顯的是，根據本發明構造以及如圖1至圖5所示的盒20的製造成本很低。 所述盒被密封以保持能被浸泡的物質的新鮮。此外，如圖4和圖5最清晰所示，盒20能接 收一定量的能被浸泡的物質。改變能被浸泡的物質的量所必須的調整是控制分配器70以 及施加給水分配板24的力的操作改變。由於可適應不同深度的盒基部，因此，不涉及加工 設備的改變。水分配板24的淺凹中心45通過使得水分配板24的平衡點具有中心結構56 上方的最終位置來提供一些附加容量，從而，在刺穿操作期間不會破壞淺凹中心45的完整 性。泡製設備圖13至圖15公開了利用盒20的特徵的泡製設備100的一個實施例，通過參照圖13至圖15，能更好地理解根據本發明構造的盒、象圖1的盒20實現進一步符合本發明的各種目標的泡製設備的構造的方式。具體如圖13所示，泡製設備100具有基部結構101，該基 部結構具有用於接收飲料杯、杯子或其它種類的飲料接收器103的平臺102。豎直結構104從基部結構101豎起，並支承懸在平臺102上方的上部結構105。豎 直結構104還承載鉸接蓋子106並封裝用於產生處於壓力下的熱水的電動設備。在此具體 設備中，使用者可將所需量的水倒入在蓋子106打開時暴露的水填充站107。設備100還包 括電源線110以及用以起動和終止操作的開關111。最後，上部結構105還具有盒接收件 112。當蓋子106打開時，使用者將盒20插入盒接收件112。具體參照圖14，盒接收件 112包括具有圓柱形側壁114的杯狀接收器部件113，所述圓柱形側壁114形成了與盒側壁 30緊密配合的凹井115。底盤116具有由環狀懸垂通道120形成的中心開口 117，所述環狀 懸垂通道120具有形成倒置漏鬥狀開口 122的內截頭圓錐壁121。在圖13也示出的截頭圓 錐壁121的頂部，開口 122所具有的直徑大於管嘴35的直徑。壁121底部的外徑小於護圈 40的內徑。如圖14所示，當使用者將盒20放置在盒接收件112中時，截頭圓錐壁121的上 表面開始在箔片42處支承盒20。從而，盒20保持密封。接下來參照圖14和圖15，使用者關閉蓋子106，並使用閉鎖123將蓋子106固定 在閉鎖位置。如圖15所示，蓋子106包括蓋構件124。蓋構件124具有光滑的內表面以及 環狀外周夾緊表面125。夾緊表面125與側壁114的自由邊緣126對準以用於盒接收器構 件113。蓋子106也支承具有中心本體部分130和密封件的水輸送探針127，在此實施例中 密封件是環狀密封件131。水輸送管附接至熱水輸送管132，熱水輸送管132來自將處於壓 力下的熱水輸送至探針127的熱水輸送系統。仍然參照圖15，隨著使用者關閉和閉鎖蓋子106，幾個動作幾乎同時發生。例如， 水輸送探針127通過圖9所示的破裂口 62穿透蓋22，且平坦的密封件131使蓋22對蓋構 件124密封。隨著蓋構件124將向下的力施加到蓋22上，盒向下移位到杯狀接收器部件113 中。這引起截頭圓錐壁121使得箔片42越過尖銳管嘴35而破裂，並使得開口管嘴35暴露 於開口 122中。此向下運動繼續，直到盒基部底盤32坐落在底盤116上。然後，護圈40處 於環形通道構件120中的合適位置。隨著蓋子106閉鎖，盒20被牢固地保持在由接收器構件113和夾緊構件124限定 的腔內，蓋22的中心靠近平坦的環狀密封件131。圖15描繪了位於最大高度處的水分配板24。探針刺穿受到限制，並終止於淺凹中 心45的上面。因此，利用關閉並閉鎖的蓋子106，存在從輸送管132、通過探針127和盒20 到達管嘴35的用於液體的閉合通路。熱水和泡製的飲料均限定在盒20的內部。泡製的飲 料不會接觸設備100的任何部分。在使用過程中，一旦蓋子106被閉鎖在適當位置，使用者接通開關111以起動操 作，從而豎直結構104中的電氣裝置設備產生處於壓力下的處於所需溫度的熱水。輸送管 132和探針127將熱水引導至在蓋22與水分配板24之間限定的腔室內。在此頂板位置上， 水流過圖9和圖10具體所示的拱形通道61，以遍布水分配板的頂部。當在蓋22與水分配 板24之間的腔被填滿時，壓力穩定，且水強制通過分配板孔，而待被分配的咖啡渣通過底盤32和管嘴35受壓進入接收器103。內部水壓還提供在蓋22與平坦的環狀密封件131之 間的密封力。將會明顯的是，探針127也不接觸泡製的飲料或咖啡渣。具體而言，水分配板24 防止咖啡渣移入在蓋22與水分配板24之間的腔。由於基本上所有的壓降都經過咖啡渣產 生，因此，所泡製的飲料不會在水分配板24上方移動。結合本發明特徵的盒能構造實現本發明諸多目標的泡製設備，如泡製設備100。使 用用於例如泡製咖啡的設備，使用者打開蓋子、選擇盒並將其放在盒接收件內、在進水口站 處將水倒入設備、關閉蓋子並開啟開關。在已泡製好咖啡時，使用者只需將填充有飲料的接 收器從設備移開。不需要進一步的使用者幹預。結果設備易於使用。由於在盒內泡製飲料， 因此，泡製的飲料或能被浸泡的物質不接觸泡製設備的任何部分。因此，泡製設備需要最少 的清潔，其原因是不必清潔盒接收件的任何部分。根據本發明的盒還允許旅店或其它商業機構利用單個泡製設備為其顧客或職員 提供各種泡製選擇。例如，旅店能在每個房間中提供具有不同能被浸泡的物質比如哥倫比 亞咖啡、不含咖啡因的咖啡、茶葉、可可粉等等的外部尺寸相同的各種盒。對於給定種類的 能被浸泡的物質，旅店還可以提供具有不同量的能被浸泡的物質的外部尺寸相同的各種盒 以用於泡製不同量或濃度的飲料。因此，旅店可為使用者提供各種飲料選擇。根據本發明 構造的盒或其變型還能實現具有其它優點的泡製設備。已通過特定實施例及其變型對本發明進行了公開。明顯的是，在不背離本發明的前提下，可對所公開的設備進行前述改變和其它許多改變。因此，所附權利要求的目的在於 覆蓋屬於本發明真實精神和範圍內的變型和改型。
權利要求
一種能被浸泡的物質的盒，所述能被浸泡的物質的盒在用於將泡製的飲料分配到飲料接收器內的設備中使用，其中所述設備包括用於將液體輸送至所述盒的裝置以及支承所述盒的盒接收件，且所述盒包括盒基部裝置，所述盒基部裝置在其中容納所述能被浸泡的物質並包括A)分配裝置，所述分配裝置位於所述盒基部裝置上，用於將泡製的飲料引導至所述接收器，B)支座裝置，所述支座裝置靠近所述分配裝置從所述盒基部裝置延伸，用於形成密封支承，以及C)密封裝置，所述密封裝置附接至所述支座裝置用於密封所述分配裝置，隨著所述盒放在所述盒接收件內，所述密封裝置抵靠所述分配裝置而破裂，從而使得泡製的飲料能從所述分配裝置通過並直接到達所述飲料接收器。
2.根據權利要求1所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述盒基部裝置包括底盤，且所 述分配裝置包括用於在所述底盤內形成孔從而使得所述泡製的飲料能從所述盒通過的裝 置。
3.根據權利要求2所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述孔形成裝置包括管嘴裝置， 所述管嘴裝置從所述底盤延伸用於從所述底盤孔形成通道。
4.根據權利要求3所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述管嘴終止於使所述密封件破 裂的尖銳自由端。
5.根據權利要求3所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述底盤為凹陷的以朝著所述底 盤孔形成傾斜表面。
6.根據權利要求5所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述底盤孔位於所述底盤的中 心，所述盒基部裝置還包括用於將泡製的飲料弓I導至所述分配裝置的裝置。
7.根據權利要求6所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述用於引導的裝置包括成角度 間隔開的、徑向延伸的多個肋。
8.根據權利要求7所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述盒還包括用於過濾泡製的飲 料的裝置，所述肋支承所述過濾裝置。
9.根據權利要求3所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述孔形成裝置位於所述底盤的 中心，所述支座裝置包括與所述管嘴裝置間隔開且同心的護圈裝置。
10.根據權利要求9所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述護圈裝置終止於平坦表面， 且所述密封裝置包括附接至所述平坦表面的氣密箔片。
11.一種能被浸泡的物質的盒，所述能被浸泡的物質的盒在用於將泡製的飲料分配到 飲料接收器內的設備中使用，其中所述設備包括用於將液體輸送至所述盒的裝置，且所述 盒包括A)盒基部裝置，所述盒基部裝置限定具有開口端的腔，所述腔包括能被穿透的支承結 構，且所述腔用於容納能被浸泡的物質，從所述腔能分配泡製的飲料，B)蓋裝置，所述蓋裝置附接至所述盒基部裝置，具有用於將液體從所述液體輸送裝置 引導到所述腔內的能被刺穿的入口裝置，所述蓋裝置密封所述腔，以及C)液體分配裝置，所述液體分配裝置在所述蓋裝置與所述能被浸泡的物質中間，位於 所述盒基部裝置腔內的預定位置，用於將液體分配到所述能被浸泡的物質中，所述液體分配裝置包括用於將所述液體分配裝置保持在所述腔內的所述預定位置的定位裝置，從而能 定位所述液體分配裝置，以壓縮所述腔內的一定範圍內的能被浸泡的物質量。
12.根據權利要求11所述的能被浸泡的物質的盒，所述盒基部裝置包括所述腔周圍的 外周壁，且所述定位裝置包括所述液體分配裝置外周處的柔性裝置，所述柔性裝置接合所 述壁以使得所述液體定位裝置在所述腔內僅朝著所述能被浸泡的物質移動。
13.根據權利要求12所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述壁的特徵在於成斜度角的 圓錐狀，所述液體分配裝置包括大致平坦的環狀部分，且所述柔性裝置包括從所述環狀部 分延伸以接合所述壁的J形外周部分。
14.根據權利要求13所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述柔性裝置終止於接合所述 壁的具有羽狀部的邊緣表面。
15.根據權利要求14所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述環狀部分包括從其通過的 多個孔，所述孔用於使得所述液體能從其通過，並且所述環狀部分用於限制所述盒基部裝 置中的所述能被穿透的支承結構與所述液體分配裝置之間的能被浸泡的物質。
16.根據權利要求11所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述蓋還包括中心結構裝置， 所述中心結構裝置包括用於引導液體到所述液體分配裝置的多個徑向通道。
17.根據權利要求16所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述蓋包括從所述中心結構徑 向延伸的、成角度間隔開的多個肋。
18.根據權利要求16所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述蓋包括易於被刺穿的中心 定位的破裂口部分。
19.根據權利要求18所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述蓋還包括用於使所述破裂 口部分的刺穿效果局部化的裝置。
20.根據權利要求16所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述蓋裝置包括中心孔，所述 中心孔從所述蓋裝置通過，尺寸被製成為接收水輸送探針；和氣密密封箔片，所述氣密密封 箔片靠近所述中心孔附接至所述蓋並覆蓋所述中心孔。
21.一種能被浸泡的物質的盒，所述能被浸泡的物質的盒在用於將泡製的飲料分配到 飲料接收器內的設備中使用，其中所述設備包括用於將處於壓力下的熱水輸送至所述盒的 裝置以及用於支承所述盒的盒接收裝置，所述盒包括A)盒基部，所述盒基部形成用於預定量的能被浸泡的物質的腔並包括i)分配器，所述分配器將泡製的飲料引導至所述接收器，以及 )支座，所述支座靠近所述分配器從所述盒基部延伸，形成密封支承，B)氣密密封件，所述氣密密封件附接至所述支座，並覆蓋所述分配器以保持新鮮，隨著 所述盒放在所述盒接收裝置內，所述密封件抵靠所述分配器而破裂，從而使得泡製的飲料 能從所述盒通過併到達所述飲料接收器，而不接觸所述飲料泡製設備。
22.根據權利要求21所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述盒基部包括底盤，所述分 配裝置包括通過所述底盤的孔。
23.根據權利要求22所述的能被浸泡的物質的盒，還包括管嘴，所述管嘴從所述底盤 延伸至自由端用於從所述底盤孔形成通道。
24.根據權利要求23所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述管嘴自由端是尖銳的以使 得所述密封件破裂。
25.根據權利要求23所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述底盤是凹陷的以傾斜至所 述底盤孔。
26.根據權利要求25所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述底盤孔位於所述底盤的中 心，所述盒基部包括成角度間隔開的、徑向延伸的多個肋，所述多個肋將泡製的飲料引導至 所述分配器。
27.根據權利要求26所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述盒還包括位於所述多個肋 與能被浸泡的物質中間的過濾器，從而阻止能被浸泡的物質移動通過所述分配器。
28.根據權利要求23所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述孔位於所述底盤的中心， 所述支座包括與所述管嘴間隔開且同心的護圈。
29.根據權利要求28所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述護圈終止於支承所述密封 件的平坦表面。
30.根據權利要求29所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述密封件包括附接至所述平 坦表面的氣密箔片。
31.一種能被浸泡的物質的盒，所述能被浸泡的物質的盒在用於將泡製的飲料分配到 飲料接收器中的設備中使用，其中所述設備包括用於將處於壓力下的熱水輸送至所述盒的 裝置，且所述盒包括A)盒基部，所述盒基部形成為具有開口端的腔，所述腔包括能被穿透的支承結構，且所 述腔用於容納能被浸泡的物質，從所述腔能分配泡製的飲料，B)蓋，所述蓋附接至所述盒基部，具有將熱水從所述輸送裝置引導到所述腔內的能被 刺穿的入口，所述蓋密封所述腔，以及C)水分配板，所述水分配板在所述蓋與所述能被浸泡的物質中間，位於所述盒基部腔 內的預定位置，用於將所述熱水分配到能被浸泡的物質中，所述水分配板包括將所述水分 配板保持在所述腔內的所述預定位置的定位件，從而所述水分配板能壓縮所述腔內的一定 範圍內的能被浸泡的物質量。
32.根據權利要求31所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述盒基部包括所述腔周圍的 外周壁，所述定位件裝置包括所述水分配板的柔性外周部分，所述柔性外周部分接合所述 壁以使得所述定位件裝置在所述腔內僅朝著所述能被浸泡的物質移動。
33.根據權利要求32所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述壁為成斜度角的圓錐狀， 所述水分配板包括大致平坦的環狀部分，且所述柔性外周部分從所述環狀部分延伸並具有 接合所述壁的J形。
34.根據權利要求33所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述J形外周部分終止於接合 所述壁的具有羽狀部的邊緣表面。
35.根據權利要求34所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述環狀部分包括從其通過的 多個孔，所述孔用於使得水能從其通過，並且所述環狀部分用於限制所述盒基部中的所述 能被穿透的支承結構與所述水分配板之間的所述能被浸泡的物質。
36.根據權利要求35所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述泡製設備包括水輸送探 針，所述蓋包括用於接收所述探針的能被刺穿的裝置，並且所述蓋包括中心結構，所述中心 結構包括從其通過用於將水從所述探針引導到所述水分配板的徑向通道。
37.根據權利要求36所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述能被刺穿的裝置包括所述蓋內的破裂口部分；以及阻止任何破裂蔓延超過所述中心結構的環繞結構。
38.根據權利要求36所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述能被刺穿的裝置包括通 過所述蓋用於接收所述探針的中心孔，以及附接至所述蓋並覆蓋所述中心孔的氣密箔片密 封件。
39.根據權利要求36所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述蓋包括從所述中心結構徑 向延伸的、成角度間隔開的多個肋。
40.一種能被浸泡的物質的盒，所述能被浸泡的物質的盒在用於將泡製的飲料分配到 飲料接收器內的設備中使用，其中所述設備包括用於將處於壓力下的熱水輸送至所述盒的 水輸送探針以及盒接收件，其中所述盒包括A)盒基部，所述盒基部具有側壁、開口端以及分配結構，並具有底盤和肋，所述肋將泡 制的飲料引導至所述分配結構，所述分配結構包括i)管嘴，所述管嘴從所述底盤延伸至尖銳的自由端， )護圈，所述護圈與所述管嘴同心，以及iii)密封件，所述密封件附接至所述護圈以覆蓋所述管嘴，從而提供用於保持所述能 被浸泡的物質新鮮的第一密封件，隨著所述盒放在所述盒接收件內，所述密封件越過所述 尖銳自由端而破裂，B)過濾器，所述過濾器由所述肋支承，C)能被浸泡的物質，所述能被浸泡的物質位於所述過濾器上，D)水分配板，所述水分配板在所述盒基部內，與所述側壁接合以壓縮所述能被浸泡的 物質抵靠所述過濾器，並具有從該水分配板通過的多個孔，以及E)蓋，所述蓋在所述開口端附接至所述盒基部，由此提供用於保持所述能被浸泡的物 質新鮮的第二密封件，所述蓋具有由所述水輸送探針刺穿以輸送在所述蓋與所述水分配板 中間的處於壓力下的熱水的部分。
41.根據權利要求40所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述盒基部側壁為成斜度角的 圓錐形，其中所述水分配板包括大致平坦的環狀部分以及柔性外周部分，所述柔性外周部 分從所述環狀部分延伸並具有接合所述側壁的J形，由此能將所述水分配板定位在所述腔 內以容納不同量的能被浸泡的物質。
42.根據權利要求41所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述J形外周部分終止於接合 所述壁的具有羽狀部的邊緣表面。
43.根據權利要求40所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述蓋包括用於接收所述探針 的能被刺穿的裝置，並且所述蓋包括中心結構，所述中心結構包括從其通過用於將水從所 述探針引導到所述水分配板的徑向通道。
44.根據權利要求43所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述能被刺穿的裝置包括所 述蓋內的破裂口部分；以及阻止任何破裂蔓延超過所述中心結構的環繞結構。
45.根據權利要求43所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述能被刺穿的裝置包括通 過所述蓋用於接收所述探針的中心孔，以及附接至所述蓋並覆蓋所述中心孔的氣密箔片密 封件。
46.根據權利要求43所述的能被浸泡的物質的盒，其中所述蓋包括從所述中心結構徑 向延伸的、成角度間隔開的多個肋。
全文摘要
一種密封盒，所述密封盒在包括盒接收件和水輸送系統的用於泡製熱飲料的設備中使用，在所述設備中，處於壓力下的熱液體泡製物質。盒基部具有凹陷底部底盤，所述底盤具有成角度間隔開的結構肋，所述肋形成用於將泡製的飲料引導至尖銳管嘴的通道。護圈環繞所述分配管嘴。箔片附接至所述護圈以覆蓋所述管嘴。過濾器位於所述構造肋上。能被浸泡的物質位於所述過濾器上。水分配板覆蓋所述能被浸泡的物質。蓋封閉所述基部單元並包括進水口。隨著所述盒放在所述盒接收件內，所述箔片密封件被強制越過尖銳管嘴而破裂，從而能分配泡製的飲料。所述水輸送系統的探針也穿透所述蓋，以將水引導到所述盒內而不接觸所述能被浸泡的物質或泡製的飲料。
文檔編號A23L1/00GK101801248SQ200880105176
公開日2010年8月11日 申請日期2008年6月30日 優先權日2007年7月2日
發明者加裡·P·麥戈納格爾, 蘿拉·J·尼克森, 多夫·Z·格呂克斯曼, 大衛·諾曼德·貝朗熱 申請人:貝弗賽普茨公司