CN107019430A - 可恒定刺穿压力的容器结构、制备方法及其冲泡方法 - Google Patents
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Classifications
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Abstract
本发明公开了一种可恒定刺穿压力的容器结构、制备方法及其冲泡方法，该容器结构包括杯体、设置在杯体上开口的上密封件、设置在杯体底部开口的刺破导流板、设置在刺破导流板上方的过滤组件、设置在过滤组件上方的萃取腔和设置在刺破导流板和过滤组件之间的下密封件，过滤组件上设有滤水孔；其中，刺破导流板包括设置在刺破导流板上表面的刺破端和设置在刺破导流板内连通刺破导流板上表面和杯体底端的出水口的导流通道，刺破端呈阶梯状设置,通过刺破端与刺破导流板上表面通过高低差形成的棱边达到刺破的目的。旨在解决传统饮品冲泡结构容易导致在容器未使用之前因震动或跌落等其他外力动作导致容器内刺穿或破损，使得容器失去隔氧性，从而出现食品安全问题。
Description
技术领域
本发明涉及饮品冲泡领域，特别涉及一种可恒定刺穿压力的容器结构及其冲泡方法。
背景技术
目前，大多数用于冲泡或萃取固体物质成为饮料的胶囊或容器被广泛应用。现有的用于冲泡或萃取固体物质的胶囊或容器，大多都采用尖锐结构刺穿容器底部的密封材料，达到最后储水的目的，而此结构容易导致在容器未使用之前因震动或跌落等其他外力动作导致容器以外刺穿或破损，使得容器不在密封，从而出现食品安全问题。
并且市面上大多数胶囊产品都是先刺破再注入液体冲泡，很难达到高压萃取的目的，而目前达到一定压力程度再刺穿底部密封件的结构或者方法很难保证压力在可设定的范围之内。所以在食品材料的粒径大小不一样的情况下，需要不同压力的刺穿效果的时候，不能精确的确保食材可以在最佳压力范围内萃取出最佳风味的饮品。
现有胶囊产品为了达到满足内部在达到一定压力萃取之后再刺破的目的，大多数都需将胶囊的内部结构设计得相当精密，各个零部件尺寸的公差要求接近为零，不利于快速消费品的可自动化工业化生产的要求，现在使用的可隔氧材料制作的吹塑工艺就更难达到这种高精度的要求了。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的主要目的在于提供一种可恒定刺穿压力的容器结构及其冲泡方法，旨在解决传统饮品冲泡结构容易导致在容器未使用之前因震动或跌落等其他外力动作导致容器以外刺穿或破损，使得容器不在密封，从而出现食品安全问题。
为实现上述目的，本发明提供一种可恒定刺穿压力的容器结构，包括杯体、设置在杯体上开口的上密封件、设置在杯体底部开口的刺破导流板、设置在刺破导流板上方的过滤组件、设置在过滤组件上方的萃取腔和设置在刺破导流板和过滤组件之间的下密封件，过滤组件上设有滤水孔；
其中，刺破导流板包括设置在刺破导流板上表面的刺破端和设置在刺破导流板内连通刺破导流板上表面和杯体底端的出水口的导流通道，刺破端呈阶梯状设置,通过刺破端与刺破导流板上表面通过高低差形成的棱边达到刺破的目的。
在其中一个实施例中，过滤组件包括设置在下密封件上方的支撑架和设置在支撑架上的过滤结构。
在其中一个实施例中，支撑架靠近下密封件一端设有凹槽，下密封件设置在凹槽内，滤水孔设置在凹槽上方，过滤结构设置在滤水孔上。
在其中一个实施例中，杯体靠近上密封件一端还设有分水整流件，分水整流件上均匀设有进水孔，进水孔孔径大于滤水孔的孔径。
上述可恒定刺穿压力的容器结构的制备方法如下：
S1：将刺破导流板通过超声焊快速焊接在杯体底部；
S2：将下密封件通过双压纹焊快速焊接在刺破导流板的上表面和杯壁上；
S3：将支撑架的边沿通过压纹焊环绕下密封件快速焊接在杯壁上；
S4：将过滤结构通过压纹焊快速焊接在支撑架上表面，遮住滤水孔；
S5：向杯体内萃取腔填充咖啡粉；
S6：将分水整流件通过压纹焊快速焊接在杯壁上沿；
S7：将上密封件用压纹焊快速焊接在杯体上开口。
其中，压纹焊与双压纹焊的焊接温度在180～300度。
本发明还提供一种可恒定刺穿压力的容器结构的冲泡方法，包括如下步骤：
S1：萃取针刺破上密封件后注水，水温根据冲泡不同的饮品可以进行预设，水流从萃取针流至分水整流件；
S2：水流通过在分水整流件上均匀设置的进水口，均匀流向萃取腔对饮品原料进行萃取，然后通过过滤结构将萃取液体和未萃取完全的饮品原料分离，从设置在支撑架上的滤水孔流入支撑架下端的凹槽，给下密封件施加压力；
S3：随着注水量的增加，下密封件受到的压力增加，直至达到破裂临界点，下密封件通过设置在刺破导流板上的刺破口上的刺破端撕裂，萃取液体从设置在刺破口中的出水口流出，完成萃取。
在其中一个实施例中，进水孔的孔径要大于滤水孔的孔径，将滤水孔与进水孔的孔径比进行调整，从而改变萃取腔内萃取饮品的压力。
在其中一个实施例中，通过控制刺破端与刺破导流板上表面通过高低差形成的棱边之间所成的角度，控制破膜临界值，可以根据饮品种类调整不同的破膜临界值。
有益效果如下：
通过限定刺破导流板上的刺破端的结构，降低了在非萃取情况下，下密封件因为外力破裂的情况，并且使下密封件破裂的压力可控，解决传统饮品冲泡结构容易导致在容器未使用之前因震动或跌落等其他外力动作导致容器以外刺穿或破损，使得容器不在密封，从而出现食品安全问题；
通过不同饮品所需的最佳萃取压力，运用伯努利方程得出进水孔和出水孔的孔径比，达到萃取时压力稳定在最佳压力，解决了食品材料的粒径大小不一样的情况下，需要不同压力的刺穿效果的时候，不能精确的确保食材可以在最佳压力范围内萃取出最佳风味的饮品的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明立体分解图。
图2为本发明的截面图。
图3为本发明图2的底部放大示意图。
图4为本发明的分水整流件立体图。
图5为本发明的刺破导流板的立体图。
图6为本发明图5的俯视图。
图7为本发明的刺破导流板另一实施例的立体图。
图8为本发明图7的截面图。
图9为本发明刺破端的结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 1 | 杯体 | 11 | 凸台 |
| 111 | 第一台阶 | 112 | 第二台阶 |
| 2 | 刺破导流板 | 21 | 刺破端 |
| 22 | 导流通道 | 3 | 过滤组件 |
| 31 | 支撑架 | 311 | 滤水孔 |
| 312 | 凹槽 | 32 | 过滤结构 |
| 4 | 萃取腔 | 5 | 分水整流件 |
| 51 | 进水孔 | 6 | 上密封件 |
| 7 | 下密封件 | 8 | 刺破端 |
| 81 | 刺破端 | 82 | 导流通道 |
| 9 | 刺破端上表面 |
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参照图1～图6，一种可恒定刺穿压力的容器结构，包括杯体1、设置在杯体1上开口的上密封件6、设置在杯体1底部开口的刺破导流板2、设置在刺破导流板2上方的过滤组件3、设置在过滤组件3上方的萃取腔4和设置在刺破导流板2和过滤组件3之间的下密封件7，过滤组件3上设有滤水孔311；
其中，刺破导流板2包括设置在刺破导流板2上表面的刺破端21和设置在刺破导流板2内连通刺破导流板2上表面和杯体1底端的出水口的导流通道22，刺破端21呈阶梯状设置，通过刺破端21与刺破导流板2上表面通过高低差形成的棱边达到刺破的目的。
进一步地，下密封件7优选为不透水的受压形变材料，优选为铝箔。
优选地，过滤组件3包括设置在下密封件7上方的支撑架31和设置在支撑架31上的过滤结构32。
进一步地，支撑架31靠近下密封件7一端设有凹槽312，下密封件7设置在凹槽312内，滤水孔311设置在凹槽312上方，过滤结构32设置在滤水孔311上。
进一步地，杯体1靠近上密封件6一端还设有分水整流件5，分水整流件5上均匀设有进水孔51，进水孔51的孔径大于滤水孔311的孔径。
水分整流件5上的进水孔51中水的流速小于萃取针注水的流速，从而形成一定压力减缓。
实现防止饮品机在刺穿时失压导致饮品机影响流速的稳定性，降低了饮品机的噪音稳定问题(电泵噪音产生，压力越大声音越小)。
设置在支撑架31上的滤水孔311与分水整流件5的进水口51相比孔径小，流速小，形成萃取腔4内的高压萃取。
进一步地，支撑架31采用压纹焊接(热焊接)的焊接面设计，解决了因杯体1的第二台阶112平面度异常，导致设备焊接精度不高，从而出现不易焊接和焊接不牢固的问题从而降低气密性。
上述可恒定刺穿压力的容器结构的制备步骤如下：
S1：将刺破导流板2通过超声焊快速焊接在杯体1底部；
S2：将下密封件7通过双压纹焊快速焊接在刺破导流板2的上表面和杯壁的第二台阶112上；
S3：将支撑架31的边沿通过压纹焊环绕下密封件7快速焊接在杯壁的第二台阶112上；
S4：将过滤结构32通过压纹焊快速焊接在支撑架31上表面，遮住滤水孔311；
S5：向杯体1内萃取腔4填充咖啡粉；
S6：将分水整流件5通过压纹焊快速焊接在杯壁上沿；
S7：将上密封件6用压纹焊快速焊接在杯体1上开口。
其中，压纹焊与双压纹焊的焊接温度在180～300度。
本发明还提供一种可恒定刺穿压力的容器结构的冲泡方法，包括如下步骤：
S1：萃取针刺破上密封件6后注水，水温根据冲泡不同的饮品可以进行预设，水流从萃取针流至分水整流件5；
S2：水流通过在分水整流件5上均匀设置的进水口，均匀流向萃取腔对饮品原料进行萃取，然后通过过滤结构32将萃取液体和未萃取完全的饮品原料分离，从设置在支撑架31上的滤水孔311流入支撑架31下端的凹槽312，给下密封件7施加压力；
S3：随着注水量的增加，下密封件7受到的压力增加，直至达到破裂临界点，下密封件7通过设置在刺破导流板2上的刺破端21撕裂，萃取液体导流通道22流出，完成萃取。
优选地，进水孔51的孔径要大于滤水孔311的孔径，将滤水孔311与进水孔51的孔径比进行调整，从而改变萃取腔4内萃取饮品的压力。
确定萃取饮品所需的最佳压力后，通过伯努利方程可以计算出进水孔51和滤水孔311之间的孔径比。
优选地，通过控制刺破端21与刺破导流板2上表面通过高低差形成的棱边之间所成的角度，控制破膜临界值，可以根据饮品种类调整不同的破膜临界值。
刺破端21各条棱边之间的夹角越小(即越尖锐)则直面冲切的压力越小，越容易达到破膜临界值；夹角越大(即越平滑)则直面冲切压力越大，越不容易达到破膜临界值，由此可根据饮品种类精准控制破膜压力。
进一步地，参照图5～图8，可以在刺破导流板2上表面向上凸起或者向下凹陷达到形成有高低差的刺破端21或刺破端81，刺破端21或刺破端81可以设置一个也可以设置为多个。
进一步地，如图7～图9所示还可以改变刺破端81的刺破端上表面9与下密封件7接触面的表面积达到改变破膜临界值的目的。
刺破段上表面9的面积越小(即越尖锐)，越容易达到破膜临界值，刺破段上表面9的面积越大(即越平滑)，越不容易达到破膜临界值。
实施例1
如图1～图6所示，在萃取腔内填充的饮品材料为意式浓缩咖啡时，一种可恒定刺穿压力的容器结构如下：杯体1为倒圆台状，杯体1上下两端各设有开口，在杯体1下开口处呈阶梯状设置，形成一个凸台11，在所述凸台11第一台阶111上设置刺破导流板2，刺破导流板2上表面与第二台阶112齐平，刺破导流板2上表面向下凹陷形成刺破端21，在刺破端21一侧设有连通刺破导流板2上表面和杯体1下开口的导流通道22。
刺破导流板2上表面设有下密封件7，下密封件7为铝箔。下密封件7通过双压纹焊焊接在刺破导流板2和杯底表面，在下密封件7上设有支撑架31，支撑架31外沿通过压纹焊接工艺焊接在杯底表面，且支撑架31底面对应下密封件7处设有凹槽312，在支撑架31上的凹槽312上方还设有连通萃取腔4和凹槽312的滤水孔311，滤水孔311上压纹焊接有过滤结构32，过滤结构32覆盖在滤水孔311上。
在过滤结构32上方为萃取腔4，萃取腔4用来填充饮品材料，在萃取腔4上方压纹焊接有分水整流件5，分水整流件5上均匀设有进水孔51，进水孔51孔径与滤水孔311孔径比为1.5:1，在分水整流件5上方通过压纹焊接上密封件6，上密封件6为膜状结构。
萃取过程如下：
上密封件6收萃取针刺穿注水，水温为90度，水经过进水孔51进行均匀分水后进入萃取腔4进行萃取，通过过滤结构32将萃取原料颗粒与萃取液体分离。
萃取液体经过滤水孔311出水，因滤水孔311孔径小于滤水孔311孔径且进水孔51与滤水孔311的孔径比为1.5:1，所以萃取腔内可形成7～9bar压力，萃取液体流入支撑架31的凹槽312内，给下密封件7施压，下密封件7受压发生形变形成压力直切。
刺破导流板2上刺破端21设定9bar压力直切的面积(等同压力计算面积)，刺穿下密封件7，萃取液体通过导流通道22流出，完成萃取，整个萃取过程中压力维持在7～9bar。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种可恒定刺穿压力的容器结构，其特征在于，包括杯体、设置在所述杯体的上开口的上密封件、设置在所述杯体的底部开口的刺破导流板、设置在所述刺破导流板上方的过滤组件、设置在所述过滤组件上方的萃取腔和设置在所述刺破导流板和过滤组件之间的下密封件，所述过滤组件上设有滤水孔；
其中，所述刺破导流板包括设置在所述刺破导流板上表面的刺破端和设置在所述刺破导流板内连通所述刺破导流板上表面和所述杯体底端的出水口的导流通道，所述刺破端呈阶梯状设置，通过所述刺破端与所述刺破导流板上表面通过高低差形成的棱边达到刺破的目的。
2.根据权利要求1所述的可恒定刺穿压力的容器结构，其特征在于，所述过滤组件包括设置在所述下密封件上方的支撑架和设置在所述支撑架上的过滤结构。
3.根据权利要求2所述的可恒定刺穿压力的容器结构，其特征在于，所述支撑架靠近所述下密封件一端设有凹槽，所述下密封件设置在所述凹槽内，所述滤水孔设置在所述凹槽上方，所述过滤结构设置在所述滤水孔上。
4.根据权利要求1或3所述的可恒定刺穿压力的容器结构，其特征在于，所述杯体靠近上密封件一端还设有分水整流件，所述分水整流件上均匀设有进水孔，所述进水孔孔径大于所述滤水孔的孔径。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的可恒定刺穿压力的容器结构的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
S1：将刺破导流板通过超声焊快速焊接在杯体底部；
S2：将下密封件通过双压纹焊，快速焊接在刺破导流板的上表面和杯壁上；
S3：将支撑架的边沿通过压纹焊，环绕着下密封件快速焊接在杯壁上；
S4：将过滤结构通过压纹焊快速焊接在支撑架上表面，遮住滤水孔；
S5：向杯体内萃取腔填充咖啡粉；
S6：将分水整流件通过压纹焊快速焊接在杯壁上沿；
S7：将上密封件用压纹焊快速焊接在杯体上开口。
6.根据权利要求5所述的可恒定刺穿压力的容器结构的制备方法，其特征在于，压纹焊与双压纹焊的焊接温度在180～300度。
7.一种可恒定刺穿压力的容器结构的冲泡方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：萃取针刺破上密封件后注水，水温根据冲泡不同的饮品可以进行预设，水流从萃取针流至分水整流件；
S2：水流通过在分水整流件上均匀设置的进水口，均匀流向萃取腔对饮品原料进行萃取，然后通过过滤结构将萃取液体和未萃取完全的饮品原料分离，从设置在支撑架上的滤水孔流入支撑架下端的凹槽，给下密封件施加压力；
S3：随着注水量的增加，下密封件受到的压力增加，直至达到破裂临界点，下密封件通过设置在刺破导流板上的刺破口上的刺破端撕裂，萃取液体从设置在刺破口中的出水口流出，完成萃取。
8.根据权利要求7所述的可恒定刺穿压力的容器结构的冲泡方法，其特征在于，进水孔的孔径要大于滤水孔的孔径，将滤水孔与进水孔的孔径比进行调整，从而改变萃取腔内萃取饮品的压力。
9.根据权利要求7所述的可恒定刺穿压力的容器结构的冲泡方法，其特征在于，通过控制刺破端与刺破导流板上表面通过高低差形成的棱边之间所成的角度，控制破膜临界值，可以根据饮品种类调整不同的破膜临界值。
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