CN105188488B - 用于形成饮料的饮料生产系统、料盒和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种饮料生产系统，所述饮料生产系统包括含有饮料成分的料盒以及饮料制备机。所述料盒包括杯状主体和盖；所述杯状主体具有底部和侧壁，且所述盖被密封到所述杯状主体；在插入之前，所述侧壁包括：‑被确定尺寸以在所述封闭构件移动到闭合位置时接纳所述饮料制备机的封闭构件的环形槽；‑在所述底部与所述环形槽之间延伸的第一侧壁段；以及‑在所述环形槽与所述料盒的边沿之间延伸的第二侧壁段。本发明还公开了一种料盒和一种方法。

Description

用于形成饮料的饮料生产系统、料盒和方法
本发明涉及用于形成饮料的饮料生产系统、料盒和方法。本发明所涉及的饮料生产系统指的是包括饮料制备机在内的类型，其中料盒被设计用于插入到饮料制备机中，以容许加压液体流过料盒，以便与包含在料盒内的饮料成分相互作用来生产饮料。
背景技术
包括饮料制备机和含有饮料成分的料盒的饮料生产系统是本领域中已知的。EP1700548中教导了一个这样的系统，其公开了包括杯状基体和闭合箔构件的料盒。料盒被设计用于插入到饮料生产设备中；在生产设备中加压液体进入料盒，以便与料盒中的成分相互作用来形成饮料，然后输出饮料用于消费。EP 1700548的料盒具有专用密封构件，用以防止在使用过程中水在料盒的外部周围旁流。该密封构件以在料盒外表面上的中空密封构件的形式存在，例如以台阶的形式存在，所述台阶在饮料制备机的封闭构件闭合时被接触。
本发明提供可用作这样的饮料生产系统的一部分的可选料盒。该料盒对于在使用中产生和提供有效密封而言可能是经济的。
发明内容
首先，本发明提供饮料生产系统，其包括：
含有饮料成分的料盒；以及
饮料制备机；
料盒包括杯状主体和盖；杯状主体具有底部和侧壁，而盖被密封到杯状主体；
料盒被设计用于插入到饮料制备机中，以容许加压液体流过料盒，以便与饮料成分相互作用来生产饮料；
所述饮料制备机具有封闭构件，所述封闭构件被调适为在打开位置与闭合位置是选择性地可移动的，所述打开位置容许所述料盒插入到所述饮料制备机中，在所述闭合位置，所述封闭构件密封地接合所述料盒；
其中，在插入之前，侧壁包括：
-被确定尺寸以在封闭构件移动到闭合位置时接纳封闭构件的环形槽；
-在底部与环形槽之间延伸的第一侧壁段；以及
-在环形槽与料盒的边沿之间延伸的第二侧壁段。
其次，本发明提供了用于制备饮料的料盒，该料盒包括杯状主体和盖；杯状主体具有底部和侧壁，且盖被密封到杯状主体；
该料盒被设计用于插入到饮料制备机中，以容许加压液体流过料盒，与饮料成分相互作用来生产饮料；
所述饮料制备机是具有封闭构件的类型，所述封闭构件被调适为在打开位置与闭合位置是选择性地可移动的，所述打开位置容许所述料盒插入到所述饮料制备机中，在所述闭合位置，所述封闭构件密封地接合所述料盒；
其中，侧壁包括：
-被确定尺寸以接纳封闭构件的环形槽；
-在底部与环形槽之间延伸的第一侧壁段；以及
-在环形槽与料盒的边沿之间延伸的第二侧壁段。
第三，本发明提供了用于制备饮料的方法，该方法包括以下步骤：
-提供如上所述的料盒；
-提供具有封闭构件的饮料制备机；
-将封闭构件移动到打开位置；
-将料盒插入到饮料制备机中；
-闭合封闭构件，以便将封闭构件与料盒密封地接合；
-使加压液体流过料盒，与饮料成分的相互作用，来生产饮料；
-输出所述饮料，用于消费；
其中，在闭合时，封闭构件接合料盒侧壁的环形槽，从而使侧壁变形；
其中，侧壁的所述变形导致在封闭构件与侧壁之间形成至少一个密封界面。
上述方面还可包括以下特征中的一个或更多个：
环形槽的尺寸可被加工为在封闭构件移动到闭合位置时部分或全部接纳封闭构件的前边缘。
第二侧壁段可限定位于环形槽的径向向外的脊区(ridge zone)。
侧壁可被调适以在封闭构件闭合期间经历塑性变形。
侧壁可被调适以使得在使用中，封闭构件的闭合使侧壁变形，以导致第二侧壁段被迫向内抵靠封闭构件的外表面，以与封闭构件的外表面形成密封界面。
环形槽可被调适以与封闭构件的前边缘形成密封界面。
有利的是，可利用封闭构件的前边缘和外表面两者来提供密封界面。此外，环形槽的变形还可能导致侧壁施加向外压力到封闭构件的内表面上，形成另外的密封界面。
侧壁可被调适以使得在封闭构件闭合期间，侧壁在封闭构件的前边缘上被塑性地牵拉。有利的是，这可允许侧壁适形于设置在前边缘中的任何凹槽(或类似物)的形状。
在插入之前，环形槽可包括内壁、外壁和底板。在封闭构件闭合时，封闭构件的前边缘可接触环形槽的外壁并且与其形成密封。
环形槽的内壁和外壁可基本上垂直于底板。在可选布置中，外壁相对于底板是成角度的，使得底板与外壁之间接合处的内角为从90°至120°，优选地为105°。因此，与封闭构件的密封可为锥形密封。
脊区可包括顶部，而封闭构件的前边缘可包括内边沿和外边沿，以及位于内边沿和外边沿之间的凹陷部，其中在封闭构件闭合时，脊区的顶部可接纳在内边沿和外边沿之间的凹陷部中。
环形槽可被调适以抵靠饮料制备机部分的料盒保持器被夹紧。
在插入之前，环形槽的底板可相对于边沿被升高。环形槽的底板可从侧壁的远侧端部偏移从0.1至2.0mm的距离。在一个实例中，偏移距离可相对较大，例如可偏移从1.55至2.0mm。在特定实例中，偏移距离可为1.85mm。在偏移距离相对较大的情况下，环形槽的底板可在脊区顶部(存在时)下方从0.75至1.2mm。在一个实例中，该距离可为0.9mm。在另一个实例中，在插入之前，环形槽的底板可与边沿基本上齐平。例如，偏移距离可为0.1至0.5mm。在一个实例中，偏移距离可为0.2mm。在这一可选的布置中，环形槽的底板可在脊区顶部(存在时)下方从2.0至2.5mm处。在一个实例中，该距离为2.2mm。
侧壁可被调适以使得在使用中，封闭构件的闭合使侧壁变形，以导致环形槽的底板与边沿基本上对准。
第一侧壁段、环形槽和第二侧壁段可一体地形成。
边沿可与杯状主体一体地形成。
边沿可由侧壁的翻卷部分形成。
在插入之前，侧壁可包括在底部近侧的截头圆锥段。
在插入之前，侧壁可包括在截头圆锥段与环形槽之间的圆柱段。
环形槽可具有从1.3至2.0mm的内部宽度。在一个实例中，环形槽具有大约1.5mm至1.8mm的内部宽度。
环形槽可具有从27.5至30.0mm的内径，以及从29.3至32.5mm的外径。
盖可密封到侧壁的环形槽。盖可密封到环形槽底板的内表面。
封闭构件的前边缘可包括多个凹槽或压痕，并且侧壁可被调适以使得侧壁的塑性变形使侧壁的环形槽适形于所述凹槽或压痕，以提供有效的密封。在一种布置中，侧壁的塑性变形使环形槽的外壁适形于所述凹槽或压痕，以提供有效的密封。
杯状主体的至少一部分，优选地整个杯状主体，可由铝、铝合金或包括由铝或铝合金形成的至少一个层的层压件形成。可向杯状主体的一个面或两个面上施加漆层。作为另外一种选择，也可使用另一种适当延展的材料(ductile material)替代铝或铝合金。
铝合金可例如为3005级、3105级、8011级或8079级。优选地，铝合金将具有‘O’级韧度(temper rating)。
如果使用层压件，层压件可包括由铝或铝合金等材料形成的可延展结构层，以及由聚合物形成的弹性层。层压件可包括仅单层的铝或铝合金以及单层的聚合物，以及施加到铝或铝合金上的一个或更多个可选的漆层、连接层或粘合剂层。
杯状主体可包括单片层压材料。
聚合物层可例如包括选自以下组的材料：聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)、聚氯丁烯或异丁烯。
聚合物层的聚合物优选地具有小于或等于40D肖氏硬度的硬度。有利的是，在层压件的外层使用相对较软的聚合物能够让材料在封闭构件的缺陷和结构周围变形，提供更有效的液封。
盖可由铝、铝合金或包括由铝或铝合金形成的至少一个层的层压件形成。作为另外一种选择，可使用另一种适当延展的材料。盖还可包括热密封漆或热密封层，用以增强盖到杯状主体的密封。
杯状主体可由单片整体材料形成。该单片材料可被冷拉形成杯状主体的形状，包括环形槽。可利用深拉技术冷成形杯状主体。在杯状主体的材料包括具有聚合物层的层压件的情况下，可使用温拉(warm-drawing)技术；使用这种技术时，杯状主体的材料经受升高的温度，以促使聚合物材料更容易地变形，而不对铝层的材料特性造成不利影响。
杯状主体和边沿可为一体。
杯状主体可具有在80至500微米的范围内的厚度。在某些方面，杯状主体的厚度可在90至300微米的范围内。在杯状主体仅由铝或铝合金(可选地带有一个或更多个漆层)形成的情况下，在80至120微米范围内的厚度可为优选的。在杯状主体由包括聚合物层的层压材料形成的情况下，100至500微米范围内的厚度是优选的。杯状主体各处的材料厚度可以是不同的。
边沿可具有大约37mm的外径。
在插入之前，料盒可具有从25至31mm的高度。在某些方面，料盒的高度可为从28.5至30mm。料盒在使用期间的变形往往会导致纵向高度变小。
优选地，杯状主体可以在填充和用盖组装之前能容易地被堆叠和拆堆(destack)的方式成形。
料盒可形成单次使用的一次性元件。
料盒可含有饮料成分或饮料成分的混合物。作为非限制性实例，饮料成分可包括烘焙研磨咖啡。
附图说明
现将结合附图仅出于示例性目的更详细地描述本发明的实例，其中：
图1为根据本发明的料盒的第一实施例的剖视图；
图2为图1的细节放大视图；
图3为图1的料盒连同饮料制备机的封闭构件的示意图；
图4为图3的细节放大视图；
图5为图3的布置的示意图，其中封闭构件处于闭合位置；
图6为图5的细节放大视图；
图7为根据本发明的料盒的第二实施例的剖视图；
图8为图7的细节放大视图；
图9为图7的料盒连同饮料制备机的封闭构件的示意图；
图10为图9的细节放大视图；
图11为图9的布置的示意图，其中封闭构件处于闭合位置；
图12为图11的细节放大视图；
图13为根据本发明的料盒的第三实施例的剖视图；
图14为图13的细节放大视图；
图15为图13的料盒连同饮料制备机的封闭构件的示意图；
图16为图15的细节放大视图；
图17为图15的布置的示意图，其中封闭构件处于闭合位置；并且
图18为图17的细节放大视图。
具体实施方式
图3示意性地示出根据本发明的饮料生产系统的一部分。该饮料生产系统包括饮料制备机和料盒1。
图1和图2示出料盒1的第一实施例。料盒1将在下文中更详细地描述，但是可具有一般形式的杯状主体40，该杯状主体具有在一个端部处的底部42，以及从底部42朝向被盖41封闭的相对端部延伸的侧壁43。
如图3所示，饮料制备机包括封闭构件2和料盒保持器20。封闭构件2能够相对于料盒保持器20在容许料盒1插入到饮料制备机中的打开位置和封闭构件2以下文将描述的方式抵靠料盒保持器20密封地接合料盒1的闭合位置之间选择性地移动。
封闭构件2可通过本领域中熟知的常规机构在打开位置和闭合位置之间移动。例如，所用装置可包括由可手动移动的杆致动的机械机构，或者由电机驱动的自动或半自动机构。封闭构件2可在料盒保持器20保持静止的时候移动。作为另外一种选择，封闭构件2可保持静止，而料盒保持器20可移动。在另外可选的布置中，封闭构件2和料盒保持器20均可在打开和闭合操作期间移动。
处于闭合位置的封闭构件2和料盒保持器20在分配操作期间共同限定用于保持料盒1的接收器3。
饮料制备机还可包括在附图中未示出但在饮料制备机领域中熟知的其他常规元件。例如，饮料制备机可包括用于存储水性介质的设施(如内部贮存器)，或包括用于连接到外部水性介质供给源(如自来水)的设施。水性介质通常为水。可提供泵或等同物，用于向料盒1供应处于加压状态下的水性介质。水性介质通常在最高9巴至14巴的压力下供应。可提供加热器，用以将水性介质加热至所需温度。加热器可加热贮存器(如果存在)中的水性介质，或者可在水性介质穿过导管或经过加热块上方到达接收器3时根据需要加热水性介质。饮料制备机可包括底部刺穿装置，用于刺穿料盒1的底部42，使得水性介质进入料盒1，与饮料成分相互作用。作为另外一种选择，料盒1可具有一个或更多个预先形成的开口，使得水性介质从接收器3进入到料盒1中。
封闭构件2可为EP 1700548中描述的类型，其包括具有环形边沿形式的前边缘23的环形元件22、朝向接收器3的内表面25，以及朝外的外表面24。前边缘23可具有如EP1700548中所教导的多个凹槽。封闭构件2的上端(未示出)可联接到水性介质供应源并且可为意图在使用中刺穿料盒1的底部42的一个或更多个穿孔元件提供安装部。
料盒保持器20可为EP 1700548中描述的类型，其包括浮凸元件21，该浮凸元件被设计成撕裂和穿透料盒1的盖41。盖41可由于流入水性介质所导致的内部加压而撕裂。浮凸元件21可具有能够导致箔构件局部撕裂的任何突出形状，例如锥状、针状、隆起状、柱状或细长肋状。
如图1所示，料盒1的杯状主体40和盖41一起包封饮料成分室50，该饮料成分室可填充有饮料成分或饮料成分的混合物。作为非限制性实例，饮料成分可包括烘焙研磨咖啡。
在示出的实例中，杯状主体40由铝或铝合金制成。然而，也可使用其他材料，诸如铝或铝合金与聚合物的层压件。杯状主体40包括底部42和侧壁43。如图所示，在底部42与侧壁43之间的接合处可能存在几何形状中断部，例如，呈肩部57的形式。作为另外一种选择，底部42和侧壁43可具有平滑的几何形状过渡。
杯状主体40可具有在80至500微米的范围内的厚度。杯状主体40各处的材料厚度可以是不同的。在示出的实例中，厚度为100微米。
侧壁43设有环形槽60，该环形槽的尺寸被确定为在封闭构件2移动到闭合位置时，部分地接纳或全部地接纳封闭构件2的前边缘23。第一侧壁段61设置成在底部42与环形槽60之间延伸，而第二侧壁段62设置成在环形槽60与料盒1的侧壁43的远侧端部之间延伸。
环形槽60可由内壁65、外壁66以及在其间延伸的底板64限定。在将料盒1插入饮料制备机之前，内壁65和外壁66可垂直延伸到底板64。内壁65可由第一侧壁部分61的一部分形成。
脊区63位于环形槽60的径向向外。脊区63可包括环形凸起，该环形凸起沿底部42的大致方向往回延伸，使得脊区63的顶部67被升高到环形槽60的底板64的水平上方。顶部67可被升高到底板64上方从0.75至2.5mm的距离。在本实施例中，距离为0.9mm。脊区63可形成为具有由环形槽60的外壁66提供的内壁，以及由第二侧壁段62的至少一部分形成的外壁68。
包括环形槽60和脊区63的侧壁43可一体地形成。另外，包括侧壁43和底部42的杯状主体40可一体地形成。
环形槽60可具有从1.3至2.0mm的内部宽度。通常，环形槽60的内部宽度选择为略大于环形元件22的前边缘23的宽度。在一个实例中，环形槽具有大约1.5mm至1.8mm的内部宽度。
环形槽60可具有从27.5至30.0mm(即，内壁65朝向环形槽60内部的表面的直径)的内径，以及从29.3至32.5mm(即，外壁66朝向环形槽60内部的表面的直径)的外径。可选地，该内径可被选择成使得内壁65与闭合时的封闭构件2的外表面24之间存在轻微过盈配合。这有助于确保环形槽60与封闭构件2准确对准。
如图所示，盖41被密封到环形槽60。具体地讲，盖41被密封到环形槽60的底板64的内表面。环形槽60的底板64相对于侧壁43的远侧端部被升高。因此，盖41也相对于侧壁43的远侧端部被升高。底板64可从侧壁43的远侧端部偏移从0.1至2.0mm的距离，如前所述。如图所示，该偏移为1.85mm。将盖41密封到底板64有助于确保封闭构件2不压在料盒1的中空部分上，因此不会在前边缘23和料盒保持器20之间留下饮料成分，如果留下饮料成分，会对密封的流体密封性产生不利影响。
盖41可由铝、铝合金或包含铝的层压件形成。
第一侧壁段61可包括底部42近侧的截头圆锥段44和远离底部42的圆柱段45，其中圆柱段45的一部分形成环形槽60的内壁65。
料盒1可设有在杯状主体40远离底部42的端部处，即在侧壁43的远侧端部处形成的边沿47。边沿47可与杯状主体40一体地形成。在示出的实例中，边沿47由侧壁43的翻卷部分48形成。
在使用饮料生产系统时，封闭构件2首先移动到打开位置，而料盒1插入到料盒保持器20与封闭构件2之间的位置。取决于饮料制备机的设计，料盒1可通过重力或通过手动放置或它们的组合来插入。此外，初始插入可将料盒1靠近封闭构件2放置，使封闭构件2的后续移动带动料盒1与其一起与料盒保持器20接合。作为另外一种选择，初始插入可将料盒1靠近料盒保持器20放置，使料盒1在封闭构件2闭合期间保持基本上静止。
之后封闭构件2闭合，使封闭构件2与料盒1密封地接合。在这一步，料盒1的底部42可被封闭构件2的穿孔元件刺穿。
接着，加压水性介质(其可为加热的、处于境温度或为冷的)会流到料盒1中，通过与饮料成分相互作用来生产饮料。在这一步，饮料成分室50的内部加压使得盖41向外变形抵靠料盒保持器20的浮凸元件21，导致盖41至少局部发生撕裂，从而打开从料盒1中饮料流出的路径。
之后，输出饮料，用于消费。
如图5和图6所示，在相对于料盒保持器20闭合封闭构件2的步骤期间，料盒1的侧壁43由封闭构件2接触，使侧壁43变形。具体地讲，前边缘23进入环形槽60并且压在底板64和/或内壁65和/或外壁66上。底板64由封闭构件2的作用向下驱动，从而抵靠料盒保持器20夹紧底板64(以及密封到底板64的盖41)。前边缘23还可用于在该移动期间挤压侧壁43的材料，从而导致脊区63向内转动，使脊区63的顶部67和/或环形槽60的外壁66与环形元件22的外表面24密封接合，如图6所示。重要的是，前边缘23与底板64的初始接触点与料盒保持器20轴向间隔开，使得有空间用于侧壁43向下朝向料盒保持器20足够地变形，从而使得在侧壁43抵靠料盒保持器20被夹紧之前脊区63向内转动。
侧壁43的引发运动使得侧壁43经历塑性变形。具体地讲，在侧壁43向下变形时，侧壁43(尤其是环形槽60的部分)可在封闭构件2的前边缘23上被塑性地牵拉，促使侧壁43的材料紧密地适形于前边缘23的凹槽。因此，环形槽60可与封闭构件2的前边缘23形成密封界面。
另外，环形槽60的变形还可导致侧壁43施加向外压力到封闭构件2的内表面25上，以形成另外的密封界面。
图7至图12示出料盒1的第二实施例。与第一实施例中的那些特征对应的特征以相应的附图标记标示。第一实施例和本实施例的特征可根据需要互换和组合。此外，在以下描述中，将仅详细描述实施例之间的差异。在其他方面，读者可参考先前实施例的描述。
杯状主体40的环形槽60的构型和几何结构与第一实施例中的不同。如在第一实施例中，环形槽60的尺寸被加工为在封闭构件2移动到闭合位置时部分地接纳或全部地接纳封闭构件2的前边缘23。环形槽60的内壁65如前所述，基本上垂直于底板64。然而，相比之下，外壁66相对于底板64是成角度的，使得在底板64与外壁66之间的接合处的内角α为从90°至120°，优选地为105°。
脊区63再次地位于环形槽60的径向向外，并包括环形凸起，该环形凸起沿底部42的大致方向往回延伸，使得脊区63的顶部67被升高到环形槽60的底板64的水平上方。顶部67可被升高到底板64上方从0.75至2.5mm的距离。在本实施例中，距离为2.2mm。脊区63可形成为具有由环形槽60的成角度外壁66提供的内壁，以及由第二侧壁段62的至少一部分形成的外壁68。如图8最清楚地示出，第二侧壁段62可包括在外壁68与边沿47的翻卷部分48之间的额外环形脊70，该额外环形脊可向凸缘的外部部分提供额外的刚度。额外环形脊70的高度可为从0.7至0.8mm。
包括环形槽60和脊区63的侧壁43可一体地形成。另外，包括侧壁43和底部42的杯状主体40可一体地形成。
环形槽60可具有从1.3至2.0mm的内部宽度。如图所示，环形槽60具有大约1.5mm至1.8mm的内部宽度。
如图所示，盖41被密封到环形槽60。具体地讲，盖41被密封到环形槽60的底板64的内表面。在插入之前，环形槽60的底板64与侧壁43的远侧端部基本上齐平。如图所示，从侧壁43和盖的远侧端部的偏移仅为0.2mm。
在使用饮料生产系统时，如图9至图12所示，如前所述，封闭构件2首先移动到打开位置中，而料盒1插入到料盒保持器20与封闭构件2之间的位置中。图9示出封闭构件2的前边缘23可包括内边沿23a和外边沿23b，并且内边沿23a和外边沿23b是同心的并彼此间隔开，限定位于两者之间的凹陷部23c，该凹陷部可为大致环形的(但是在凹陷部的圆周上可以有间断)。
如图11和图12所示，在相对于料盒保持器20闭合封闭构件2时，料盒1的侧壁43由封闭构件2接触，使侧壁43变形。具体地讲，前边缘23的内边沿23a被接纳在环形槽60中并且压在外壁66上，与此同时(或此后不久)脊区63的顶部67被接纳在凹陷部23c中。脊区63(和底板64)由于封闭构件2在外壁66和/或顶部67上的作用被向下驱动，导致环形槽60的外壁66和脊区63的外壁68弯曲并且变形/起皱。在该移动期间，环形槽60的外壁66的材料可在前边缘23上被塑性地牵拉，使环形槽60的外壁66适形于凹槽或压痕，以提供有效的密封。
脊区63的向下移动也抵靠料盒保持器20夹紧底板64(以及密封到底板64的盖41)，如图12所示。
脊区63的外壁68的几何结构，以及额外环形脊70，有助于使侧壁43的远侧端部变硬并且防止边沿47向下偏转到与料盒保持器20接触。
封闭构件2的向下移动可继续超过图12中所示的点，直到内边沿23a接触环形槽60的底板64并压靠在其上。
刺穿料盒1和从料盒1酿造饮料的方式可如以上在第一实施例中所述。
图13至图18示出料盒1的第三实施例。与第一实施例和/或第二实施例中的那些特征对应的特征由相应的附图标记标示。第一实施例和/或第二实施例以及本实施例的特征可根据需要互换和组合。此外，在以下描述中，将仅详细描述实施例之间的差异。在其他方面，读者可参考先前实施例的描述。
杯状主体40的环形槽60的构型和几何结构与第一实施例和第二实施例中的不同。如在第二实施例中，环形槽60的被确定尺寸以在封闭构件2移动到闭合位置时部分地接纳或全部地接纳封闭构件2的前边缘23。环形槽60的内壁65基本上垂直于底板64，而外壁66相对于底板64是成角度的，使得在底板64与外壁66之间的接合处的内角α为从90°至120°，优选地为105°。
脊区63再次位于环形槽60的径向向外，并且包括环形凸起，该环形凸起沿底部42的大致方向往回延伸，使得脊区63的顶部67被升高到环形槽60的底板64的水平上方。顶部67在一定程度上比在第二实施例中更圆。顶部67可被升高到底板64上方从0.75至2.5mm的距离。在本实施例中，距离为2.2mm。脊区63可形成为具有由环形槽60的成角度外壁66提供的内壁，以及由第二侧壁段62的至少一部分形成的外壁68。如在图14中最清楚地示出，外壁68包括三个不同段—上段73、中段71、下部段；其中，上段73在插入之前垂直于底板64；中段71相对于垂直线成角度β，β值为从20至80°，优选地为60°；下段72包括水平部分，在并入边沿47的翻卷部分48之前，该水平部分与底板64平行。
包括环形槽60和脊区63的侧壁43可一体地形成。另外，包括侧壁43和底部42的杯状主体40可一体地形成。
环形槽60可具有从1.3至2.0mm的内部宽度。如图所示，环形槽60具有大约1.5mm至1.8mm的内部宽度。
如图所示，盖41被密封到环形槽60。具体地讲，盖41被密封到环形槽60的底板64的内表面。在插入之前，环形槽60的底板64与侧壁43的远侧端部基本上齐平。如图所示，从侧壁43的远侧端部和盖的偏移仅为0.2mm。
在使用饮料生产系统时，如图15至图18所示，如前所述，封闭构件2首先移动到打开位置，而料盒1插入到料盒保持器20与封闭构件2之间的位置。
如图17和图18所示，在相对于料盒保持器20闭合封闭构件2时，料盒1的侧壁43由封闭构件2接触，使侧壁43变形。具体地讲，前边缘23的内边沿23a被接纳在环形槽60中并且压在外壁66上，与此同时(或此后不久)脊区63的顶部67被接纳在凹陷部23c中。脊区63(和底板64)由于封闭构件2在外壁66和/或顶部67上的作用被向下驱动，导致环形槽60的外壁66和脊区63的外壁68弯曲并且变形/起皱。在该移动期间，环形槽60的外壁66的材料可在前边缘23上被塑性地牵拉，使环形槽60的外壁66适形于凹槽或压痕，以提供有效的密封。脊区63的向下运动也抵靠料盒保持器20夹紧底板64(以及密封到底板64的盖41)，如图12所示。
脊区63的具有上段73、中段71和下段72的外壁68的几何结构有助于使侧壁43的远侧端部变硬并且防止边沿47向下偏转到与料盒保持器20接触。
封闭构件2的向下移动可继续超过图12中所示的点，直到内边沿23a接触环形槽60的底板64并压靠在其上。
刺穿料盒1和从料盒1酿造饮料的方式可如以上在第一实施例中所述。
上述实施例中任一者的料盒1可包括由以上所述的具有聚合物层的层压材料形成的侧壁43。当形成上述密封界面中的任一者时，封闭构件2的闭合可压紧层压材料的至少聚合物层。聚合物层的压紧可帮助侧壁43适形于前边缘23的形状。具体地讲，聚合物层可帮助填充由于前边缘23中存在凹槽而产生的任何间隙。优选地，聚合物层向外指向，以与前边缘23直接接触。杯状主体40可包括单片层压材料。
如果使用层压件，层压件可包括由铝或铝合金等材料形成的可延展结构层，以及由聚合物形成的弹性层。层压件可包括仅单层的铝或铝合金，以及单层的聚合物，以及施加到铝或铝合金上的一个或更多个可选的漆层、连接层或粘合剂层。
聚合物层可例如包括选自以下组的材料：聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)、聚氯丁烯或异丁烯。
此外，在使用期间，经过接收器3的热水可用于略微软化聚合物层的材料。这种软化可导致侧壁43在封闭构件2的压力负载下进一步变形。这种作用往往会封住具有穿过其中漏出的热水的任何间隙，从而有助于增强封闭构件2与料盒1之间的流体密封。
侧壁43的变形还将通常导致料盒1的纵向高度相对于其在插入之前的高度减小。

Claims (65)

1.一种饮料生产系统，所述饮料生产系统包括：
含有饮料成分的料盒；以及
饮料制备机；
所述料盒包括杯状主体和盖；其中所述杯状主体具有底部和侧壁，并且所述盖被密封到所述杯状主体；
所述料盒被设计用于插入到所述饮料制备机中，以容许加压液体流过所述料盒，以便通过与所述饮料成分的相互作用来生产饮料；
所述饮料制备机具有封闭构件，所述封闭构件被调适为在打开位置与闭合位置之间是选择性地可移动的，所述打开位置容许所述料盒插入到所述饮料制备机中，在所述闭合位置，所述封闭构件密封地接合所述料盒；
其中，在插入之前，所述侧壁包括：
-环形槽，所述环形槽被确定尺寸以在所述封闭构件移动到所述闭合位置时接纳所述封闭构件；
-在所述底部与所述环形槽之间延伸的第一侧壁段；以及
-在所述环形槽与所述料盒的边沿之间延伸的第二侧壁段；
其中所述杯状主体由铝、铝合金或包括由铝或铝合金形成的至少一个层的层压件形成；
其中所述第一侧壁段、所述环形槽和所述第二侧壁段一体地形成；并且
其中所述环形槽被调适以与所述封闭构件的前边缘形成密封界面，并且所述侧壁被调适以在所述封闭构件闭合期间使得所述侧壁在所述封闭构件的所述前边缘上被塑性地牵拉。
2.根据权利要求1所述的饮料生产系统，其中所述第二侧壁段限定位于所述环形槽的径向向外的脊区。
3.根据权利要求1所述的饮料生产系统，其中所述侧壁被调适以在所述封闭构件闭合期间经历塑性变形。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中所述侧壁被调适以使得在使用中所述封闭构件的闭合使所述侧壁变形，以导致所述第二侧壁段被迫向内抵靠所述封闭构件的外面，以与所述封闭构件的所述外面形成密封界面。
5.根据权利要求1所述的饮料生产系统，其中，在插入之前，所述环形槽包括内壁、外壁和底板。
6.根据权利要求5所述的饮料生产系统，其中在所述封闭构件闭合时，所述封闭构件的前边缘接触所述环形槽的所述外壁并且与所述外壁形成密封。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的饮料生产系统，其中所述内壁和所述外壁基本上垂直于所述底板。
8.根据权利要求5或权利要求6所述的饮料生产系统，其中所述外壁是相对于所述底板成角度的，使得在所述底板与所述外壁之间的接合处的内角为从90°至120°。
9.根据权利要求3、5或6中任一项所述的饮料生产系统，其中所述第二侧壁段限定位于所述环形槽的径向向外的脊区，并且其中所述脊区包括顶部，并且所述封闭构件的前边缘包括内边沿和外边沿，以及位于所述内边沿与所述外边沿之间的凹陷部，其中在所述封闭构件闭合时，所述脊区的所述顶部被接纳在所述内边沿和所述外边沿之间的所述凹陷部中。
10.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中所述环形槽被调适以抵靠所述饮料制备机部分的料盒保持器被夹紧。
11.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中，在插入之前，所述环形槽的底板相对于所述边沿被升高。
12.根据权利要求11所述的饮料生产系统，其中所述侧壁被调适以使得在使用中所述封闭构件的闭合使所述侧壁变形，以导致所述环形槽的所述底板被形成为与所述边沿基本上对准。
13.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中，在插入之前，所述环形槽的底板与所述边沿基本上齐平。
14.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中所述边沿与所述杯状主体一体地形成。
15.根据权利要求14所述的饮料生产系统，其中所述边沿由所述侧壁的翻卷部分形成。
16.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中，在插入之前，所述侧壁包括在所述底部近侧的截头圆锥段。
17.根据权利要求16所述的饮料生产系统，其中，在插入之前，所述侧壁包括在所述截头圆锥段与所述环形槽之间的圆柱段。
18.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中所述环形槽具有从1.3至2.0mm的内部宽度。
19.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中所述环形槽具有1.5mm至1.8mm的内部宽度。
20.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中所述环形槽具有从27.5至30.0mm的内径，以及从29.3至32.5mm的外径。
21.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中所述盖被密封到所述侧壁的所述环形槽。
22.根据权利要求21所述的饮料生产系统，其中所述盖被密封到所述环形槽的底板的内表面。
23.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中所述封闭构件的前边缘包括多个凹槽或压痕，并且所述侧壁被调适以使得所述侧壁的塑性变形使所述侧壁的所述环形槽适形于所述凹槽或压痕，以提供有效的密封。
24.根据权利要求23所述的饮料生产系统，其中所述侧壁的所述塑性变形使所述环形槽的外壁适形于所述凹槽或压痕，以提供有效的密封。
25.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中所述盖由铝形成。
26.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中所述盖由铝合金形成。
27.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中所述盖由包括由铝形成的至少一个层的层压件形成。
28.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中所述盖由包括由铝合金形成的至少一个层的层压件形成。
29.根据权利要求1或权利要求2所述的饮料生产系统，其中所述杯状主体具有在80至500微米的范围内的厚度。
30.一种用于制备饮料的料盒，所述料盒包括杯状主体和盖；所述杯状主体具有底部和侧壁，且所述盖被密封到所述杯状主体；
所述料盒被设计用于插入到饮料制备机中，以容许加压液体流过所述料盒，以便通过与饮料成分相互作用来生产饮料；
所述饮料制备机是具有封闭构件的类型，所述封闭构件被调适为在打开位置与闭合位置之间是选择性地可移动的，所述打开位置容许所述料盒插入到所述饮料制备机中，在所述闭合位置，所述封闭构件密封地接合所述料盒；
其中所述侧壁包括：
-环形槽，所述环形槽被确定尺寸以接纳所述封闭构件；
-在所述底部与所述环形槽之间延伸的第一侧壁段；以及
-在所述环形槽与所述料盒的边沿之间延伸的第二侧壁段；
其中所述杯状主体由铝、铝合金或包括由铝或铝合金形成的至少一个层的层压件形成；
其中所述第一侧壁段、所述环形槽和所述第二侧壁段一体地形成；并且
其中所述环形槽被调适以与所述封闭构件的前边缘形成密封界面，并且所述侧壁被调适以在所述封闭构件闭合期间使得所述侧壁在所述封闭构件的所述前边缘上被塑性地牵拉。
31.根据权利要求30所述的料盒，其中所述第二侧壁段限定位于所述环形槽的径向向外的脊区。
32.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述侧壁被调适以在所述封闭构件闭合期间经历塑性变形。
33.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述环形槽的底板相对于所述边沿被升高。
34.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述环形槽的底板与所述边沿基本上齐平。
35.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述环形槽包括内壁、外壁和底板。
36.根据权利要求35所述的料盒，其中所述内壁和所述外壁基本上垂直于所述底板。
37.根据权利要求35所述的料盒，其中所述外壁相对于所述底板是成角度的，使得在所述底板与所述外壁之间的接合处的内角为从90°至120°。
38.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述边沿与所述杯状主体一体地形成。
39.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述边沿由所述侧壁的翻卷部分形成。
40.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述侧壁包括在所述底部近侧的截头圆锥段。
41.根据权利要求40所述的料盒，其中所述侧壁包括在所述截头圆锥段与所述环形槽之间的圆柱段。
42.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述环形槽具有从1.3至2.0mm的内部宽度。
43.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述环形槽具有1.5mm至1.8mm的内部宽度。
44.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述环形槽具有从27.5至30.0mm的内径，以及从29.3至32.5mm的外径。
45.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述盖被密封到所述侧壁的所述环形槽。
46.根据权利要求45所述的料盒，其中所述盖被密封到所述环形槽的底板的内表面。
47.根据权利要求30所述的料盒，其中所述层压件至少包括铝层或铝合金层以及聚合物层。
48.根据权利要求47所述的料盒，其中所述杯状主体包括单片的层压材料。
49.根据权利要求47或48所述的料盒，其中所述层压件仅包括单一铝层和单一聚合物层。
50.根据权利要求47至48中任一项所述的料盒，其中所述聚合物层包括选自以下组的材料：聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)、聚氯丁烯或异丁烯。
51.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述盖由铝形成。
52.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述盖由铝合金形成。
53.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述盖由包括由铝形成的至少一个层的层压件形成。
54.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述盖由包括由铝合金形成的至少一个层的层压件形成。
55.根据权利要求30或权利要求31所述的料盒，其中所述杯状主体具有在80至500微米的范围内的厚度。
56.一种用于制备饮料的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供根据权利要求30至55中任一项所述的料盒；
-提供具有封闭构件的饮料制备机；
-将所述封闭构件移动到打开位置；
-将所述料盒插入到所述饮料制备机中；
-闭合所述封闭构件，以便将所述封闭构件与所述料盒密封地接合；
-使加压液体流过所述料盒，以通过与所述饮料成分相互作用来生产饮料；以及
-输出所述饮料，用于消费；
其中在闭合时，所述封闭构件接合所述料盒的所述侧壁的所述环形槽，从而使所述侧壁变形；
其中所述侧壁的所述变形导致在所述封闭构件与所述侧壁之间形成至少一个密封界面。
57.根据权利要求56所述的方法，其中所述侧壁在所述封闭构件闭合期间经历塑性变形。
58.根据权利要求56或权利要求57所述的方法，其中所述环形槽的变形与所述封闭构件的前边缘形成密封界面。
59.根据权利要求58所述的方法，其中所述侧壁在所述封闭构件的所述前边缘上被塑性地牵拉。
60.根据权利要求56至57中任一项所述的方法，其中所述环形槽抵靠所述饮料制备机部分的料盒保持器被夹紧。
61.根据权利要求56至57中任一项所述的方法，其中所述第二侧壁段被迫向内抵靠所述封闭构件的外面，以与所述封闭构件的所述外面形成密封界面。
62.根据权利要求56至57中任一项所述的方法，其中所述环形槽包括内壁、外壁和底板，并且其中在所述封闭构件闭合时，所述封闭构件的前边缘接触所述环形槽的所述外壁并且与所述外壁形成密封。
63.根据权利要求56至57中任一项所述的方法，其中所述第二侧壁段限定位于所述环形槽的径向向外的脊区，并且其中所述脊区包括顶部，并且所述封闭构件的前边缘包括内边沿和外边沿，以及位于所述内边沿和所述外边沿之间的凹陷部，其中在所述封闭构件闭合时，所述脊区的所述顶部被接纳在所述内边沿和所述外边沿之间的所述凹陷部中。
64.根据权利要求56至57中任一项所述的方法，其中所述环形槽包括底板，并且其中所述封闭构件的闭合使所述侧壁变形，以导致所述环形槽的所述底板被形成为与所述边沿基本上对准。
65.根据权利要求56至57中任一项所述的方法，其中所述封闭构件的前边缘包括多个凹槽或压痕，并且所述侧壁被塑性地变形，以使所述侧壁适形于所述凹槽或压痕，以提供有效的密封。
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