飲料過濾筒的製作方法

2023-10-09 10:23:14 1

專利名稱：飲料過濾筒的製作方法
供參照的相關申請本申請要求2000年2月18日提交的美國臨時專利申請No.60/183,708和2001年2月13日提交的美國實用新型專利申請(申請號未知)的優先權，本文將援引這些專利的全部內容作為參考。
該飲料過濾筒基本上包括一不可滲透的、可受壓凹進而被刺穿的杯形外部容器，該容器的內部被一可滲透的圓錐形過濾器分成第一和第二室。粒狀或粉末狀幹飲料介質(例如烘烤的磨碎咖啡)儲存在第一室中，而容器被一不可滲透的、可受壓凹進而被刺穿的蓋子封閉。
在加工周期中，分別通過管狀入口和出口引流管刺穿蓋子和容器底。入口引流管允許壓力下的加熱液體進入第一室，用以浸泡飲料介質，而生成的調製飲料通過過濾器進入第二室，藉助出口引流管離開該處，用以輸送到下方的杯子。
儘管這種已知的飲料過濾筒從其最初生產以來就存在著一些問題，但它已經獲得迅速且不斷增加的、分布廣泛的接受。一個問題源於在出口引流管刺穿容器底時施加的力下，容器側壁具有彎折趨勢。這有時會導致出口引流管無法實現底部穿透，因而由於無法將調製飲料輸送到下方的杯子而中斷調製過程。容器側壁的彎折還會使容器底中的穿透孔變形，從而損害密封並導致調製飲料滲漏。
還會在將過濾構件的邊緣可靠密封到容器的內側壁，以及將過濾構件的底部中心固定到容器底部的過程中碰到問題。未能實現正確的邊緣密封會使過濾器的未密封部分在調製壓力下塌陷，致使調製飲料被塌陷的過濾器中逸出的飲料介質殘渣汙染。同樣，如果過濾器底部未被中心固定，導致過濾器在出口引流管向上伸過容器底時被刺穿，也會發生調製飲料的汙染。當過濾元件在浸泡飲料介質的加熱液體施加的壓力下爆裂時，有時也會發生調製飲料的汙染。
另一問題源於在容器側壁的上邊緣處或緊靠該邊緣熱密封過濾器的上邊緣。這將使過濾器的外部與周圍的容器壁之間的未被佔據的所謂「頭部空間」增加，並且還限制了可以存儲在筒中的飲料介質的最大數量，該筒可以容納在過濾器內。在某些情況下，這將損害生成的調製飲料的濃度。可以通過將過濾器填充到其最大容積以使飲料濃度最佳，但這會導致飲料介質的漂浮顆粒溢到容器邊緣上。這會破壞罩蓋與容器邊緣之間的密封的整體性。
本發明的目的之一是加強容器側壁，藉此抵制容器底被調製人員的出口引流管刺穿時的彎折。
其它目的包括有利地增加飲料介質的儲存容積，改進將過濾構件密封並徑向支承在容器側壁上的方式，以及改進將過濾器的下端放置並固定在筒底的方式。
周向隔開的諸凹槽之間形成的通道可用於將調製飲料有效地引導到刺穿的容器底，另外可有利地增加過濾元件與容器側壁之間形成的頭部空間中的紊流。
在本發明的第二實施例中，容器底被構造成提供一向下突伸的、設置在中間的凸起，該凸起形成一直徑減少的、被一環形平底區域包圍的內部貯槽。環形底部區域可供出口引流管的刺穿使用。相對於出口引流管的刺穿動作，以安全的方式使過濾器向下突伸入並固定在貯槽中的一個位置處。通過將過濾器的下端定位在直徑減少的貯槽中還可實現頭部空間的有利減少。
在本發明的第三實施例中，周向隔開的凹槽充分地向內突伸入容器內部，以便徑向接觸周向隔開位置處的過濾元件。在筒構件的裝配過程中，該徑向接觸將過濾元件有利地引入其中間設置位置，並且在加工周期中提供抵制過濾元件的變形和可能的爆裂的徑向支承。
現在將結合附圖更詳細地敘述本發明的這些和其它特徵、目的和優點，其中


圖1是本發明的一個實施例的一次性飲料過濾筒的立體圖；圖2是圖1所示的飲料過濾筒的基本構件的分解立體圖；圖3是圖1所示的飲料過濾筒的側視圖；圖4和圖5是分別沿圖3的線4-4和5-5截取的垂直和水平剖視圖；圖6是圖4所示的過濾筒的邊緣部分的放大剖視圖；圖7是飲料筒的一部分側壁的放大圖；圖8是沿圖7的線8-8截取的剖視圖；圖9是本發明的第二實施例的一次性過濾筒的仰視立體圖；圖10是圖9所示的過濾筒的側視圖；圖11是圖9和10所示的過濾筒的仰視圖；圖12是沿圖10的線12-12截取的放大剖視圖；圖13是本發明的第三實施例的一次性飲料過濾筒的立體圖；圖14是圖13所示的飲料過濾筒的構件的分解立體圖；圖15是沿圖13中的箭頭「x」看到的側視圖；圖16是沿圖13中的箭頭「y」看到的又一側視圖；圖17是圖13-16所示的飲料過濾筒放大仰視18是沿圖16的線18-18截取的放大垂直剖視圖；圖19是沿圖18的線19-19截取的垂直剖視圖；圖20是沿圖19的線20-20截取的水平剖視圖；以及圖21是圖18和19所示的筒的邊緣部分的放大剖視圖。
杯形容器12具有一底部18和一側壁20，該側壁從底部向上延伸到包圍上部開口24的圓形邊緣22。另外參見圖6-8，可以看到側壁20具有一上部部分20a，該上部部分從邊緣22向下延伸到一中間部分，該中間部分由一向內傾斜的突出20b和一從突出20b向下延伸到底部18的下部傾斜部分20c限定。
最好將頂壁部分20a分成上部片斷20a』和下部片斷20a″。向下移動杯子，片斷20a』向外張開，片斷20a″向內傾斜，其間的接合點形成一堆疊肩部20d。底部18可任選且最好設有一向上突起的中心凸起18a。
下部傾斜壁部分20c被構造成設有多個周向隔開的凹槽20e，其上端終止於突起20b形成的中間部分的下方，其下端終止為底壁18中的凹口。
可以從圖8中看到，凹槽20e的深度「d」從其上端處的最小值逐漸增加到其下端處的最大值。同樣，可以從圖7中看到，凹槽的寬度「w」也從其上端處的最小值逐漸增加到其下端處的最大值。
杯形容器最好由不可滲透的、可受壓凹進而被刺穿的熱密封材料熱成型真空模製而成，該材料具有0.031″的名義厚度，並且包括諸如美國威斯康星州Oshkosh市的Curwood包裝公司提供的聚乙烯/EVOH/聚苯乙烯。
過濾元件14是由柔性的和可滲透的熱密封材料構成，例如英國藍開夏郡Bury市的J.R.Crompton有限公司提供的纖維素聚丙烯。過濾元件的底部支承並通過熱密封固定在中心凸起18a上。
蓋子可由任何適當的不可滲透的、可熱密封和可受壓凹進而被刺穿的材料切削或衝切而成，例如加拿大蒙特婁的Winpak熱密封包裝股份公司提供的金屬/聚合體層疊製品。
可以從圖6中最好地看到，過濾元件在26處被熱密封成傾斜突起20b形成的中間壁部分。突起20b的傾斜角接近過濾元件14的傾斜角，藉此方便將兩者牢固且可靠地熱密封在一起的作業。過濾元件用於將容器12的內部分成第一和第二室A、B。幹顆粒狀或粉末狀飲料介質「M」(通常是磨碎的烘烤咖啡)儲存在室A中，而容器的開口24被熱密封在邊緣22上的蓋子16封閉。
在加工周期開始時，分別通過管狀入口和出口引流管28、30(見圖3)刺穿蓋子16和容器底18。入口引流管28允許加熱液體(通常是熱水)進入室A，液體在該處浸泡並且與飲料介質M結合，以生產飲料。飲料通過過濾元件14進入室B，藉助出口引流管30離開該處。
圖9-11所示的第二實施例在許多方面與上述第一實施例類似。使用200系列中的類似標號來識別第二實施例的類似特徵。因而，例如，標號10識別第一實施例的過濾筒，而標號210識別第二實施例的過濾筒。
在第二實施例中，容器底218被構造成提供一向下突起的、設置在中間的、半徑減少的凸起218a，該凸起形成一被大致呈環形的平底區域包圍的內部貯槽218b。圓錐形過濾元件的底部接納並固定在218c處的貯槽底部。
圖13-21所示的第三實施例也在許多方面與第一實施例類似。再次使用類似的標號來識別類似的特徵，但在300系列中。
第一與第三實施例之間的主要差異在於後者具有較少和更深的凹槽320e。如同可以從圖19中看到的那樣，更深的凹槽320e接觸過濾元件314並為之提供徑向支承。
根據先前所述，本領域的技術人員現在可以理解的是，本發明提供了超過先前參考的專利中敘述的已知飲料過濾筒的顯著優點。例如，在通過出口引流管30刺穿底部時，周向隔開的凹槽20e、220e和320e加強了抵制彎折的容器側壁。第三實施例的較深凹槽320e提供徑向支承過濾元件的增加優點，當過濾元件受到浸泡飲料介質的加壓、加熱液體的壓力時，該優點在加工周期中是特別有利的。
在所有實施例中，向下分開並逐漸加深的凹槽可用於促使室B中的調製飲料向下流動，同時有利地促進紊流。在第一和第三實施例的容器底部上的向上突伸的凸起18a、318a為過濾元件的底部提供易於接近的支承平臺。將過濾元件的底部固定到凸起18a、218a可確保過濾元件不會被出口引流管30刺穿。
第二實施例的向下突伸的凸起218a形成的小直徑貯槽218b將過濾構件的下端接納在一有限空間中，這將有利地減少頭部空間，並且進一步協助過濾器可靠地定位並防止其與出口引流管破壞性接觸。
所有實施例的傾斜突起20b、220b、320b提供獨特的和易於接近的連接面，過濾元件通過熱密封可靠地連接到該面。凹槽20e、220e、320e的上端終止於突起20b、220b、320b的下方，藉此確保諸突起不會被不連續部分中斷，這種中斷對於過濾元件與容器側壁的關鍵性密封是有害的。
過濾器上方的容器上部20a、220a、320a有利地增加可供飲料介質使用的儲存容積。這種增加的儲存容積使其不必將內部室A填充到其最大容積，藉此保護容器邊緣免受飲料介質的漂浮顆粒的汙染。
儘管已經將外部容器和罩蓋敘述成由不可滲透的材料製成，但本領域的技術人員應予理解的是，可滲透的材料可替代用於這些構件中的一個或全部。在採用可滲透材料的位置，最好隨後用不滲透的包裝單獨或成批地封閉作成的各個筒。用於該包裝的材料是眾所周知的，並且包括諸如EVOH薄膜、鋁箔等。
儘管已經結合一些實施例敘述了本發明，但在不背離所附的權利要求書的精神和範圍的情況下，可以作出多種變化、修改和添加。
權利要求
1.一種飲料過濾筒，它包括一杯形外部容器，該容器具有一底部和一從所述底壁延伸到包圍一上部開口的圓形邊緣的側壁，所述側壁具有一從所述邊緣向下延伸到一中間部分的上部，並且具有一從所述中間部分向下延伸到所述底壁的傾斜下部，所述傾斜下部被構造成設有多條周向隔開的凹槽；一接納在所述容器中的過濾元件，所述過濾元件連接到所述側壁，並且被構造和放置成將所述容器的內部分成第一和第二室；一儲存在所述第一室中的飲料介質；以及一罩蓋，該罩蓋在所述邊緣處連接到所述側壁，並且將所述上部開口封閉，所述罩蓋可受壓凹進而被刺穿，以適合將液體注入所述第一室而以與所述飲料介質相結合以產生飲料，所述過濾元件是可滲透的，以適合所述飲料從所述第一室流入所述第二室，而所述底壁可受壓凹進而被刺穿，以適合所述飲料從所述第二室流出到所述筒的外面。
2.如權利要求1所述的飲料過濾筒，其特徵在於，所述凹槽從終止於所述中間部分下方的上端向下延伸到所述底壁處的下端。
3.如權利要求2所述的飲料過濾筒，其特徵在於，所述凹槽的下端在所述底壁中形成一些凹口。
4.如權利要求2或3所述的飲料過濾筒，其特徵在於，所述凹槽的深度從所述上端處的最小值逐漸增大到所述下端處的最大值。
5.如權利要求2或3所述的飲料過濾筒，其特徵在於，所述凹槽的寬度從所述上端處的最小值逐漸增大到所述下端處的最大值。
6.如權利要求1所述的飲料過濾筒，其特徵在於，所述過濾元件連接到所述中間部分處的所述側壁。
7.如權利要求1所述的飲料過濾筒，其特徵在於，所述中間部分由一突起形成，所述突起將所述上部連接到所述下部，其中，所述過濾元件在所述突起處連接到所述側壁。
8.如權利要求7所述的飲料過濾筒，其特徵在於，所述突起從所述上部向內傾斜到所述下部，其中，所述中間部分的傾斜角大於所述下部的傾斜角。
9.如權利要求1所述的飲料過濾筒，其特徵在於，所述上部具有一從所述圓形邊緣向下延伸的上部片斷和一從所述中間部分向上延伸的下部片斷，所述上部片斷向外張開，所述下部片斷向內傾斜，所述上部和下部片斷的接合點形成一外部堆疊肩部。
10.如權利要求1所述的飲料過濾筒，其特徵在於，所述底壁設有一向上突伸的、設置在中間的凸起，所述過濾元件的一下端支承在所述凸起上。
11.如權利要求10所述的飲料過濾筒，其特徵在於，所述過濾器的下端固定在所述凸起上。
12.如權利要求1所述的飲料過濾筒，其特徵在於，所述過濾元件與所述凹槽接觸，並且被所述凹槽徑向支承。
13.如權利要求1所述的飲料過濾筒，其特徵在於，所述底部設有一向下突伸的、設置在中間的凸起，所述凸起形成一內部貯槽，其中，所述過濾元件的下端接納在所述貯槽中。
14.如權利要求13所述的飲料過濾筒，其特徵在於，所述過濾元件固定在所述貯槽的底部。
15.如權利要求1所述的飲料過濾筒，其特徵在於，所述外部容器是不可滲透的。
16.如權利要求1或15所述的飲料過濾筒，其特徵在於，所述罩蓋是不可滲透的。
17.一種飲料過濾筒，它包括一杯形外部容器，該容器具有一底部和一從所述底壁延伸到包圍一上部開口的圓形邊緣的側壁，所述側壁具有一從所述邊緣向下延伸到一中間部分的上部，並且具有一從所述中間部分向下延伸到所述底壁的傾斜下部，所述傾斜部被構造成設有多條周向隔開的凹槽；一接納在所述容器中的過濾元件，所述過濾元件接觸所述凹槽，被所述凹槽徑向支承，並且被連接到將所述容器的內部分成第一和第二室的位置處的所述側壁；一儲存在所述第一室中的飲料介質；以及一罩蓋，該罩蓋連接到所述邊緣處的所述側壁，並且將所述上部開口封閉，所述罩蓋可受壓凹進而被刺穿，以適合將液體注入所述第一室而以與所述飲料介質相結合以產生飲料，所述過濾器是可滲透的，以適合所述飲料從所述第一室流入所述第二室，而所述底壁可受壓凹進而被刺穿，以適合所述飲料從所述第二室流出到所述筒的外面。
18.一種飲料過濾筒，它包括一杯形容器，該容器具有一底部和一從所述底壁延伸到包圍一上部開口的圓形邊緣的側壁，所述側壁具有一從所述邊緣向下延伸到一中間部分的上部，並且具有一從所述中間部分向下延伸到所述底壁的傾斜下部，所述傾斜部被構造成設有多條周向隔開的凹槽，所述底部設有一個向下突伸的、設置在中間的凸起，所述凸起形成一內部貯槽；一接納在所述容器中的圓錐形過濾元件，所述過濾元件的底部向下突伸入並固定在所述貯槽內，所述過濾元件連接到所述側壁，並且被構造和放置成將所述容器的內部分成第一和第二室；一儲存在所述第一室中的飲料介質；以及一罩蓋，該罩蓋在所述邊緣處連接到所述側壁，並且將所述上部開口封閉，所述罩蓋可受壓凹進而被刺穿，以適合將液體注入所述第一室而以與所述飲料介質相結合以產生飲料，所述過濾器是可滲透的，以適合所述飲料從所述第一室流入所述第二室，而所述底壁可受壓凹進而被刺穿，以適合所述飲料從所述第二室流出到所述筒的外面。
全文摘要
一種飲料過濾筒(10)，它包括一杯形外部容器(12)，該容器具有一底壁(18)和一從底壁(18)向上延伸到包圍一上部開口(24)的圓形邊緣(22)的側壁(20)。側壁(29)具有一從邊緣(22)延伸到一中間部分的上部(20a)，以及一被構造成設有多條周向隔開凹槽(20e)的傾斜下部，所述凹槽從中間部分向下延伸到底壁(18)。一過濾元件(14)將容器(12)的內部分成第一(A)和第二(B)室。飲料介質儲存在第一室(A)中。一罩蓋連接到邊緣(22)處的側壁(20)以便封閉上部開口(24)。罩蓋(16)可受壓凹進而被刺穿，以適合將液體注入第一室(A)，與飲料介質相結合以產生飲料。過濾元件(14)是可滲透的，以適合飲料從第一室(A)流入第二室(B)，而底壁(18)可受壓凹進而被刺穿，以適合飲料從第二室(B)流出到筒的外面。
文檔編號B01D27/08GK1419513SQ01807048
公開日2003年5月21日 申請日期2001年2月16日 優先權日2000年2月18日
發明者R·斯威尼, N·G·拉扎裡斯, R·H·博利厄, W·P·布庫佐, 賴史浩 申請人:庫裡格股份有限公司