TW202328611A - 食物及飲料之快速冷卻 - Google Patents

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TW202328611A
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約翰 海門斯
班傑明 費茄拉
尼可拉斯 方迪
喬納森 沃森
詹姆斯 林奇
東 華
理查德 伯納德 斯特雷特
塞繆爾 布朗
喬治 老 尼維斯
凱文 斯蒂勒曼
穆罕默德 Ｈ 杜伊馬茲拉
馬修 方迪
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美商寇德斯納普公司
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Abstract

本發明之系統及方法已展示快速冷卻含有食物及飲料之原料之儲罐之內容物的能力。

Description

食物及飲料之快速冷卻
本發明係關於用於快速冷卻食物及飲料之系統及方法。
已開發快速製備單份熱飲品之飲品沖泡系統。此等沖泡系統之一些依靠一次性使用的儲罐(pod)，在發生沖泡之前向該等儲罐添加水。儲罐可用於製備熱咖啡、茶及可可飲料。
家用冰淇淋製造機可用於製作較大批次(例如，1.5夸脫或更多)之冰淇淋以供個人食用。此等冰淇淋製造機設備通常藉由採用一曲柄方法或藉由採用一電馬達(其繼而用於協助攪動設備內之原料)來製備混合物。通常使用插入至機器中之一預冷卻器皿來冰鎮所得配製品。一些電動冰淇淋機製作一批冰淇淋需要20分鐘至60分鐘且需要耗時的清理。
本說明書描述用於快速冷卻食物及飲料之系統及方法。此等系統及方法之一些可在不到兩分鐘內將在插入至一台面或經安裝機器中之一容器中之食物及飲料自室溫冷卻至冷凍。例如，本說明書中描述之方法已成功地展示在近似90秒內自室溫儲罐製作軟冰淇淋之能力。此方法亦已用於冰鎮雞尾酒及其他飲料，包含生產冷凍飲料。此等系統及方法係基於具有低啟動時間之一製冷循環及容易使用並提供極其有效的熱傳遞之一儲罐-機器介面。
一些儲罐包含一主體，該主體具有自該主體之一第一端延伸至該主體之一第二端以界定該儲罐之一內部的一側壁。該儲罐包含安置於該儲罐之該內部內以用於產生一單份之一經冷卻食物或飲料之原料。該儲罐包含安置於該儲罐之該內部內且可沿著該主體之一縱軸相對於該主體旋轉之一混合攪棒或葉輪，垂直於該混合攪棒之一縱軸取得之該混合攪棒之一截面具有至少一個彎曲或非線性區段。
一些儲罐包含以下特徵之一或多者，及/或在本發明中別處描述之特徵之一或多者。
在一些情況下，該至少一個彎曲或非線性區段界定一C形、一S形、一波狀、一起伏狀或一非線性形狀。
在一些情況下，該至少一個彎曲或非線性區段界定用於在該混合攪棒相對於該儲罐之該主體旋轉時舀取該儲罐內之該等原料之一勺形區段。
在一些情況下，該截面具有各與該混合攪棒之該縱軸近似等距間隔之一對凹特徵，該等凹特徵相對於用於混合安置於該儲罐之該內部內之該等原料以產生該單份之該經冷卻食物或飲料之該混合攪棒的一旋轉方向為凹的。
在一些情況下，該等凹特徵跨越該混合攪棒之該截面之絕大部分。在一些情況下，該截面具有相對於該等凹特徵在一相反方向上彎曲之兩個徑向端部分。在一些情況下，該兩個徑向端部分在該儲罐內之該混合攪棒之一或多個旋轉位置處接觸該儲罐之該主體之該側壁。在一些情況下，該兩個徑向端部分在該混合攪棒圍繞該混合攪棒之該縱軸之一完整迴轉期間維持與該儲罐之該主體之該側壁之接觸。在一些情況下，該兩個徑向端部分之各者之至少一部分在該儲罐內之該混合攪棒之該一或多個旋轉位置處切向於該儲罐之該側壁之內表面。
在一些情況下，該等凹特徵之一半徑係在0.6英吋與1.2英吋之間。在一些情況下，由該混合攪棒之該等凹特徵之一半徑除以該混合攪棒之該截面之一厚度定義之一半徑與厚度比係在1.0與10.0之間。在一些情況下，該半徑與厚度比係在3.0與6.0之間。在一些情況下，該混合攪棒之該截面之一厚度係在0.10英吋與0.30英吋之間。
在一些情況下，該至少一個彎曲或非線性區段對該混合攪棒提供一增加之折曲、撓曲或扭轉硬度以在該混合攪棒在該儲罐內旋轉時抵抗該混合攪棒之偏轉。
在一些情況下，該混合攪棒同心地安置於該儲罐之該內部內，使得該儲罐之該主體之該縱軸與該混合攪棒之該縱軸重合。
在一些情況下，該混合攪棒具有穿過其之一或多個窗口。
在一些情況下，該混合攪棒係沿著該混合攪棒之一縱軸呈縱向螺旋形。在一些情況下，該螺旋形混合攪棒具有在40度/英吋與60度/英吋之間的一恆定螺旋節距。在一些情況下，該螺旋形混合攪棒具有52度/英吋之一恆定螺旋節距。
在一些情況下，該儲罐之該側壁及該混合攪棒係由一金屬合金形成。
在一些情況下，該混合攪棒經塗佈。在一些情況下，該經塗佈之混合攪棒係經靜電塗佈。
在一些情況下，該儲罐之該側壁經塗佈有一層塗層且該混合攪棒針對該儲罐內之該混合攪棒之一或多個旋轉位置接觸該層塗層。在一些情況下，該層塗層係一層PET層壓塗層。
定位於含有液體食物或飲料原料之一氣密密封之儲罐中之一些裝置包含具有一縱向混合攪棒之一主體。該主體具有沿著垂直於該主體之縱軸之一方向之一截面。該截面之至少一部分呈S形。該主體具有穿過該主體之該截面之至少兩個窗口。該主體經定大小及經定形狀使得，當在冷卻該儲罐時該裝置在該儲罐內旋轉時：(i)該裝置之邊緣刮擦該儲罐之一內表面以移除定位於該儲罐之該內表面上的積聚之冷凍原料(ii)該主體之該S形部分迫使原料在該儲罐中之一軸向方向上並穿過該至少兩個窗口；及(iii)該裝置在該儲罐被打開之後迫使冷凍甜點離開該儲罐。
一些裝置包含以下特徵之一或多者，及/或在本發明中別處描述之特徵之一或多者。
在一些情況下，該混合攪棒具有一螺旋形狀。
在一些情況下，該螺旋形狀具有在40度/英吋與60度/英吋之間的一恆定節距。在一些情況下，該恆定節距係52度/英吋。
在一些情況下，針對該裝置在該儲罐內之絕大部分角定向，邊緣與該儲罐之一側壁接觸。
在一些情況下，該至少兩個窗口係沿著該主體之該S形區段徑向定位。
在一些情況下，該截面具有各與該主體之一縱軸近似等距間隔之一對凹特徵，該等凹特徵相對於在冷卻該儲罐時該裝置在該儲罐內旋轉之方向為凹的。
在一些情況下，該S形截面跨越該主體之該截面之絕大部分。
在一些情況下，該裝置之該等邊緣係定位於該截面之相對徑向端處之兩個成螺旋形延伸之邊緣。
在一些情況下，該截面對該主體提供一增加之折曲、撓曲或扭轉硬度以在該主體在該儲罐內旋轉時抵抗該主體之偏轉。
一些系統包含一儲罐及一機器。該儲罐包含一主體，該主體具有自該主體之一第一端延伸至該主體之一第二端之一側壁，該主體具有含有用於產生一單份之一經冷卻食物或飲料之原料之一內部。一混合攪棒安置於該主體內且可沿著該主體之一縱軸相對於該主體旋轉，垂直於該混合攪棒之一縱軸取得之該混合攪棒之一截面具有至少一個彎曲或非線性區段。該機器具有經定大小以接納該儲罐之一凹部。該機器包含可操作以在該儲罐插入至該機器之該凹部中時冷卻該儲罐內之該等原料之一製冷系統。該機器包含可操作以使該混合攪棒旋轉以在冷卻該等原料時混合該儲罐內之該等原料以產生該單份之該經冷卻食物或飲料的一混合馬達。
一些系統包含以下特徵之一或多者，及/或在本發明中別處描述之特徵之一或多者。
在一些情況下，該機器包含界定該凹部之一蒸發器。
在一些情況下，該至少一個彎曲或非線性區段界定一C形或一S形。
在一些情況下，該混合攪棒截面界定一波狀、起伏狀或非線性形狀。
在一些情況下，該混合攪棒截面具有各與該混合攪棒之該縱軸近似等距間隔之一對凹特徵，該等凹特徵相對於該混合馬達使該混合攪棒沿著其旋轉以混合該儲罐之該內部內之該等原料以產生該單份之該經冷卻食物或飲料的方向為凹的。
在一些情況下，該混合攪棒截面具有相對於該等凹特徵在一相反方向上彎曲之兩個徑向端部分。
在一些情況下，該機器可操作以使該混合攪棒旋轉使得該混合攪棒之邊緣刮擦該儲罐之一內表面以移除定位於該儲罐之該內表面上的積聚之冷凍原料。
在一些情況下，該機器可操作以使該混合攪棒旋轉以迫使該等原料在該儲罐之一軸向方向上並穿過該混合攪棒之至少兩個窗口。
在一些情況下，該機器可操作以使該混合攪棒旋轉以在該儲罐被打開之後迫使該所產生之單份之該經冷卻食物或飲料離開該儲罐。
在一些情況下，該至少一個彎曲或非線性區段對該主體提供一增加之折曲、撓曲或扭轉硬度以在該混合攪棒在該儲罐內旋轉時抵抗該混合攪棒之偏轉。
在一些情況下，該儲罐之該側壁經塗佈有一層塗層且在該混合攪棒在該儲罐內旋轉時，該混合攪棒接觸該層塗層。在一些情況下，該層塗層係一層PET層壓塗層。在一些情況下，該層塗層具有在產生該單份之該經冷卻食物或飲料時保持實質上恆定之一厚度。
用於產生一單份之一經冷卻食物或飲料之一些方法包含將一儲罐安置於一機器之一凹部內，該儲罐含有用於產生該單份之該經冷卻食物或飲料之原料。該方法包含使一螺旋形混合攪棒圍繞一儲罐之一縱軸在該儲罐內旋轉使得：(i)該混合攪棒之邊緣刮擦該儲罐之一內表面以移除定位於該儲罐之該內表面上的積聚之冷凍原料；(ii)該螺旋形狀迫使該儲罐內之該等原料在一軸向方向上並穿過延伸穿過該混合攪棒之一截面之至少兩個窗口；及(iii)該螺旋形狀在該儲罐被打開之後迫使冷凍甜點離開該儲罐。該混合攪棒具有沿著垂直於該主體之該縱軸之一方向之一截面，且該截面之至少一部分呈S形。
一些方法包含以下特徵之一或多者，及/或在本文中別處描述之特徵之一或多者。
在一些情況下，該方法包含在旋轉該混合攪棒以混合該等原料時維持該混合攪棒之該等邊緣與該儲罐之該內表面之間的接觸。在一些情況下，該方法包含在旋轉該混合攪棒以混合該等原料時，冷卻該儲罐之一側壁以冷卻該儲罐內之該等原料以產生該單份之該經冷卻食物或飲料。在一些情況下，該方法包含經由該混合攪棒與該儲罐之該側壁之間的該所維持接觸冷卻該混合攪棒。在一些情況下，該方法包含使用該經冷卻混合攪棒以冷卻該等原料。
用於一單份之一經冷卻食物或飲料之一些儲罐包含具有一側壁及附接至該側壁之一底座之一主體，該底座與該側壁一起界定該儲罐之一內部。該儲罐包含附接至該主體之一帽蓋，該帽蓋在該底座之至少部分上方延伸且可相對於該底座旋轉，該帽蓋具有界定圍繞該帽蓋圓周地安置的該帽蓋之複數個凹部的複數個軸向延伸突部，該複數個軸向延伸突部具有沿著一軸向方向改變之一厚度。
一些儲罐包含以下特徵之一或多者，及/或在本發明中別處描述之特徵之一或多者。
在一些情況下，該複數個軸向延伸突部具有沿著一圓周方向改變之一高度，該高度沿著一軸向方向。在一些情況下，該複數個軸向延伸突部之該高度沿著一徑向方向改變。在一些情況下，歸因於該等軸向延伸突部之一或多個倒圓或斜切表面，該複數個軸向延伸突部之該高度沿著該圓周方向改變。
在一些情況下，該複數個軸向延伸突部在一徑向方向上投影時藉由倒圓或斜切側壁特性化。
在一些情況下，該等軸向延伸突部之頂部之厚度小於該等軸向延伸突部之各自頂部之間的間距。在一些情況下，各軸向延伸突部在一徑向方向上投影時具有實質上相同的輪廓。在一些情況下，每一各自軸向延伸突部之間的該間距實質上相同。
在一些情況下，該帽蓋之該複數個凹部之一軸向投影之表面積大於該複數個軸向延伸突部之一軸向投影之表面積。
在一些情況下，該複數個軸向延伸突部具有面向該帽蓋之該複數個凹部中的彎曲表面。
在一些情況下，該帽蓋之該複數個凹部係實質上相同形狀及尺寸。
在一些情況下，該帽蓋具有軸向延伸穿過該帽蓋之一開口。在一些情況下，該開口居中定位於該帽蓋上且在該複數個軸向延伸突部之徑向向內定位。
在一些情況下，該帽蓋包含附接至該帽蓋之一插入件。在一些情況下，該插入件係由金屬形成且該帽蓋係由塑膠形成。在一些情況下，該插入件包含經組態以接合該儲罐之該底座之一突部以打開該儲罐之一表面。
在一些情況下，該儲罐含有用於產生該單份之該經冷卻食物或飲料之原料。
用於產生一單份之一經冷卻食物或飲料之一些系統包含一儲罐及一機器。該儲罐包含具有一側壁及附接至該側壁之一底座之一主體，該底座與該側壁一起界定該儲罐之一內部，該儲罐之該內部含有用於產生該單份之該經冷卻食物或飲料之原料。該儲罐包含附接至該主體之一帽蓋，該帽蓋在該底座之至少部分上方延伸且可相對於該底座旋轉，該帽蓋具有界定圍繞該帽蓋圓周地安置的該帽蓋之複數個凹部的複數個軸向延伸突部，該複數個軸向延伸突部具有沿著一軸向方向改變之一厚度。該機器具有經定大小以接納該儲罐之一凹部。該機器包含在該儲罐被接納於該機器之該凹部中時可相對於該儲罐之一縱軸旋轉之一環形部件，該環形部件包括經組態以在該儲罐被接納於該機器之該凹部中時插入至該帽蓋之該複數個凹部之至少一子組中之複數個徑向延伸銷。該機器包含可操作以在該儲罐被接納於該機器之該凹部中時冷卻該儲罐內之該等原料之一製冷系統。
一些系統包含以下特徵之一或多者，及/或在本發明中別處描述之特徵之一或多者。
在一些情況下，將該複數個徑向延伸銷接納至該帽蓋之該複數個凹部之至少該子組中將該帽蓋旋轉地耦合至該環形部件。
在一些情況下，各徑向延伸銷在一徑向向內方向上自該環形部件之一內圓柱形表面延伸。
在一些情況下，各徑向延伸銷具有至少一個成角度表面。在一些情況下，各成角度表面接觸該複數個軸向延伸突部之至少一子組以在該儲罐接納於該機器之該凹部中時引起該帽蓋相對於該環形部件旋轉。
在一些情況下，各徑向延伸銷具有至少一個彎曲表面。
在一些情況下，該複數個徑向延伸銷係圓柱形銷。在一些情況下，各圓柱形銷可沿著該圓柱形銷之一各自縱軸旋轉。
在一些情況下，該複數個徑向延伸銷係圍繞該環形部件之圓周實質上等距間隔的四個徑向延伸銷。
在一些情況下，該機器包含旋轉地耦合至該環形部件之一馬達，且該馬達可操作以使該環形部件旋轉。在一些情況下，該馬達可操作以使該環形部件旋轉以有助於將該複數個徑向延伸銷接納於該帽蓋之該複數個凹部之至少該子組內。
用於產生一單份之一經冷卻食物或飲料之一些方法包含將一儲罐插入至一機器之一凹部中，該儲罐含有用於產生該單份之該經冷卻食物或飲料之原料且包括附接至該儲罐之一底座且可相對於該儲罐之該底座旋轉之一帽蓋，該帽蓋具有界定複數個凹部的複數個軸向延伸突部。該機器包含具有複數個徑向延伸銷之一環形部件。將該儲罐插入至該機器之該凹部中引起該環形部件之該複數個徑向延伸銷接觸該帽蓋中之該複數個凹部之至少一子組，以將該儲罐就位至該機器中並將該帽蓋旋轉地耦合至該環形部件。
一些方法包含以下特徵之一或多者，及/或在本發明中別處描述之特徵之一或多者。
在一些情況下，將該儲罐插入至該機器之該凹部中引起該環形部件之該複數個徑向延伸銷接觸該帽蓋中之該複數個凹部之至少一子組，以將該儲罐就位至該機器中並將該帽蓋旋轉地耦合至該環形部件，而無需額外使用者干預(例如，在插入之後，一使用者無需處置或操縱該儲罐)。
在一些情況下，該方法包含使該環形部件之該複數個徑向延伸銷與該帽蓋之該複數個軸向延伸突部之頂表面之至少一子組接觸。在一些情況下，在使該複數個徑向延伸銷與該複數個軸向延伸突部之頂部之至少該子組接觸之後，該方法包含使該帽蓋相對於該環形部件旋轉(或使該環形部件相對於該帽蓋旋轉)。在一些情況下，在使該帽蓋相對於該環形部件旋轉之後，該方法包含使該儲罐軸向移動朝向該複數個徑向延伸銷。例如，該儲罐歸因於重力而基本上使其自身向下移動。在一些情況下，在使該帽蓋相對於該環形部件旋轉之後將該儲罐就位至該機器中。在一些情況下，在使該複數個徑向延伸銷與該複數個軸向延伸突部之該等頂部之至少該子組接觸之後，該儲罐中之該等原料之重量及該等徑向延伸銷之該至少一個成角度或一個彎曲表面促進該儲罐之一軸向向下運動且引起該環形部件之該等徑向延伸銷接觸該帽蓋之該複數個凹部之該子組之底表面，而無需額外使用者干預。
在一些情況下，將該儲罐插入至該機器之該凹部中引起該環形部件之該複數個徑向延伸銷接觸該帽蓋之該複數個凹部之該子組之底表面。
在一些情況下，該方法包含在將該儲罐就位至該機器之該凹部中時使用該機器之一製冷系統冷卻該儲罐內之該等原料。
在一些情況下，該方法包含在使用該製冷系統冷卻該等原料時混合該儲罐內之該等原料以產生該單份之一經冷卻食物或飲料。
在一些情況下，該方法包含使該帽蓋之一插入件相對於該儲罐之該底座旋轉以形成或暴露該儲罐之該底座中之一開口。在一些情況下，使該帽蓋之該插入件相對於該儲罐之該底座旋轉包含使該插入件之一施配埠圍繞該帽蓋圓周地移動。在一些情況下，該方法包含透過該儲罐之該底座之該開口及該帽蓋之該插入件之該施配埠施配該所產生之單份之該經冷卻食物或飲料。
本說明書中所描述之系統及方法可提供各種優點。
本發明中所描述之混合攪棒維持與儲罐之內側壁之接觸，以減少製作經冷卻食物或飲料之製備時間。一些混合攪棒具有與儲罐相同的金屬材料(例如，鋁)以改良熱傳遞並容許混合攪棒協助冷卻儲罐中之原料。維持混合攪棒與儲罐之側壁之間的接觸改良至蒸發器之熱傳導。
本發明中所描述之混合攪棒包含含有至少一個彎曲或非線性區段之一截面。此彎曲或非線性區段對混合攪棒提供額外撓曲、折曲及扭轉硬度以減少在混合經冷卻食物或飲料時混合攪棒撓曲的情況。撓曲通常係不良的，因為其可對冷卻時間產生負面影響，因為混合攪棒可能停止與儲罐之側壁接觸且可能無法有效地自側壁刮除冷凍之原料，從而在儲罐之內部上積聚一層冷凍產品，此阻礙至儲罐內之剩餘產品之熱傳遞。
本發明中所描述之驅動頭與儲罐形成一可逆密封，以在儲罐在儲存時實質上密封儲罐並在混合期間破壞密封以容許環境空氣被吸入至儲罐中(例如，藉由混合攪棒之攪打動作)以產生溢出並協助施配。驅動頭亦使混合攪棒在儲罐內軸向移動以將混合攪棒就位於儲罐之一凸緣上，因此混合攪棒在混合及施配時維持與儲罐之同心性。
本發明中所描述之自就位系統使儲罐能夠藉由最小使用者協助正確且完全地就位於機器中。帽蓋專門經設計具有複數個彎曲凹部以協助儲罐旋轉至機器中之位置中。在一些情況下，使用者僅需要做的是將儲罐放入機器中且自就位系統及儲罐中之內容物之重量將自動地將儲罐重新定位於機器內以使儲罐適當及完全地就位。
本發明中所描述之QR成像系統提供對儲罐上之QR標記之快速及準確的讀取。機器使用來自QR標記之資訊以判定用於產生經冷卻食物或飲料之一或多個設定，而非在每次使用期間提示使用者手動地輸入關於儲罐之資訊。在機器之滑動蓋在運動中時，QR成像系統讀取標記。QR成像系統改善使用者體驗並減少歸因於使用者之一不正確輸入而不當地混合產品的機會。
本發明中所描述之替代突部(例如，緊箝突部、鉚接突部、掀開突部)容許在無需形成一體形成之突部所需之大量機械冷加工的情況下製造儲罐之蓋子，該一體形成之突部被剪切掉以在儲罐中形成一開口。減少在製造期間蓋子所經歷之冷加工量有助於維持蓋子之原始(例如，退火之)機械性質。此係重要的，因為在一些情況下，突部將歸因於材料強度問題而過早失效。由於緊箝突部及鉚接突部與蓋子分開地形成，因此其等可經製造為比蓋子厚以增加突部剪切程序之可靠性。突部亦可更容易地由不同形狀形成以增加與帽蓋之接觸面積及突部剪切程序之可靠性。突部亦容許突部機械地固定至蓋子，從而避免膠水之需要。
本發明中所描述之圓頂形剪切蓋及帽蓋設計有助於減少突部之過早失效。例如，當惰性氣體(例如，液氮)經引入至儲罐中且接著儲罐經接縫(例如，儲罐之蓋子經接縫至儲罐之主體)時，一些儲罐上之蓋子自然地彎曲。試圖將一平面帽蓋附接於一圓頂形蓋上可引起突部卡住在帽蓋上，從而引起突部之過早失效或引起難以使突部就位於其在斜坡上之正確起始位置中以用於一可靠剪切程序。圓頂形帽蓋改良此組裝程序，因為圓頂形帽蓋針對圓頂形蓋之形狀輪廓化且在帽蓋附接至儲罐時不迫使突部或蓋子進入其平面形狀中。專門設計帽蓋以包含一預定彎曲部可有助於增加突部剪切程序之可靠性並減少一終端使用者將遇到一機器故障問題的機會。當釋放內部儲罐壓力時，圓頂形帽蓋亦在突部上提供一初始力，從而需要更少藉由斜坡之「提升」。
探究儲罐之原料及儲罐經歷之滅菌程序的食物科學容許儲罐在不需要製冷的情況下穩定存放數月，同時在食用時提供始終如一的美味產品。冷凍甜點係用具有小於50微米之一大小之冰晶產生，此與世界上最柔滑的冰淇淋相關聯。實例性穩定存放儲罐包含冰淇淋(乳製品及非乳製品以及經酒精浸泡)、冷凍酸奶、冷凍冰沙、冷凍冰糕、冷凍蛋白奶昔(例如，具有乳清)、冷凍咖啡及冷凍雞尾酒(例如，具有酒精)。此等之各者亦以各種口味提供。本發明中所描述之機器在不到幾分鐘內自一穩定存放儲罐產生所有此等產品至一碗或錐形蛋卷筒。
為便於描述，諸如「向上」、「向下」、「左」及「右」之術語係相對於圖中之系統組件之定向，而非暗示一絕對方向。例如，一驅動軸件之移動被描述為相對於所繪示系統之定向之垂直向上或向下。然而，此一驅動軸件之平移運動取決於系統之定向且不一定係垂直的。
此等系統及方法之一或多項實施例之細節係在下文隨附圖式及描述中闡述。此等系統及方法之其他特徵、目的及優點將自描述及圖式及自發明申請專利範圍顯而易見。
相關申請案本專利申請案主張於2021年11月17日申請之美國專利申請案第63/280,492號之優先權利。
本申請案描述用於快速冷卻食物及飲料之系統及方法。此等系統及方法之一些使用一台面或經安裝機器以在不到三分鐘內將一容器中之食物及飲料自室溫冷卻至冷凍。例如，本說明書中描述之方法已成功地展示在近似90秒內自室溫儲罐製作軟冰淇淋、冷凍咖啡、冷凍冰沙及冷凍雞尾酒之能力。此方法亦可用於冰鎮雞尾酒，製作冷凍冰沙、冷凍蛋白質及其他功能飲品奶昔(例如，以膠原蛋白為主之奶昔、能量奶昔、以植物為主之奶昔、非乳製品奶昔及CBD奶昔)、冷凍咖啡飲料及冰鎮之咖啡飲料(其中含氮及不含氮)，製作硬冰淇淋，製作奶昔，製作冷凍酸奶及冰鎮之益生菌飲料。此等系統及方法係基於具有低啟動時間之一製冷循環及容易使用並提供極其有效的熱傳遞之一儲罐-機器介面。所描述之一些儲罐可被滅菌(例如，使用殺菌釜滅菌或無菌灌裝)且用於在室溫下儲存包含(例如)乳製品之原料長達18個月。
在2017年6月16日申請之美國專利申請案第15/625,690號(代理人檔案號碼47354-0003001)、2018年8月17日申請之美國專利申請案第16/104,758號(代理人檔案號碼47354-0004001)、2019年7月1日申請之美國專利申請案第16/459,388號(代理人檔案號碼47354-0006001)、2019年7月1日申請之美國專利申請案第16/459,176號(代理人檔案號碼47354-0009001)、2019年7月1日申請之美國專利申請案第16/459,322號(代理人檔案號碼47354-0010001)、2020年3月19日申請之美國專利申請案第16/824,616號(代理人檔案號碼47354-0036001)、2020年4月9日申請之美國專利申請案第16/844,781號(代理人檔案號碼47354-0012001)及2021年6月1日申請之美國專利申請案第17/335,891號(代理人檔案號碼47354-0037001)中詳細描述此等機器、儲罐及製冷系統，所有該等案之全文以引用的方式併入本文中。
冰淇淋機之設計中之一重大挑戰係儘快(較佳地在兩分鐘內)將一儲罐自室溫冷卻至擠出溫度(draw temperature)的能力。一些機器藉由儘快達到擠出溫度來縮短冰淇淋保持於冰淇淋機中之停留時間。此可藉由儘快混合及冷卻來實現。
本說明書中所描述之機器及程序在絕大部分冰晶低於50 µm的情況下製作冰淇淋且通常在一單份儲罐中絕大部分冰晶低於30 µm。為了仍能夠在冰淇淋不接觸機器的情況下將冰淇淋自儲罐施配至碗或盤中，冰淇淋之一擠出溫度或施配溫度應在-3°C至-8°C (26.6°F至17.6°F)之間且較佳在-3°C至-6°C (26.6°F至21.2°F)之間。
圖1A及圖1B係用於產生一冰鎮或冷凍之食物或飲料之一機器100。圖1A展示在一關閉組態中之機器100且圖1B展示在一打開組態中之機器100。一使用者推拉一滑動蓋102 (例如，藉由抓握一把手104)以使機器100在關閉組態與打開組態之間移動。一些機器具有一自動化系統(例如，一或多個馬達或致動器)以在無需使用者協助的情況下打開及閉合滑動蓋102。
相較於具有向上打開之蓋總成(例如，樞轉設計)之機器，滑動蓋總成102減小機器100之總高度。在一些實例中，機器100係緊湊的且能夠配裝於櫥櫃下面之廚房檯面上。機器100具有約17.5英吋之一高度(頂部至底部)、約20英吋之一深度(前至後)及約12英吋之一寬度(側至側)。一些機器具有其他尺寸。一些機器具有小於20英吋(例如，在16英吋與20英吋之間)之一高度、小於24英吋(例如，在18英吋與24英吋之間)之一深度及小於16英吋(例如，在10英吋與16英吋之間)之一寬度。一些機器更大以容納更大更有力的壓縮機。
在圖1B中所展示之打開組態中，一使用者(例如，一消費者)將一儲罐200插入至機器100之一容槽106中。容槽106係由機器100之一蒸發器之一或多個表面界定。一實例性儲罐200經展示為插入至容槽106中且參考圖2進行描述。機器100降低儲罐200中之原料之溫度以產生一單份之一經冷卻食物或飲料。
圖2係用於機器100中之一實例性儲罐200之一示意性側視圖。儲罐200包含自儲罐200之一敞開端或底座處之一第一端204延伸至儲罐200之一閉合端處之一第二端206之一主體202。儲罐200係圓柱形的且具有一圓形截面。一側壁208將第一端204連接至第二端206。第一端204具有略大於第二端206之直徑D LE之一直徑D UE。側壁208具有擁有一直徑D B之一圓形截面。直徑D B大於第一端204之直徑D UE及第二端206之直徑D LE兩者。儲罐200之此組態在減少材料使用(例如，鋁)與同時增加儲罐之柱狀強度之間提供平衡並有助於將多個儲罐200彼此堆疊，其中一個儲罐之第一端204接納另一儲罐之第二端206。
儲罐200包含安置於儲罐200之主體202內之一混合攪棒250。在一些實例中，混合攪棒被稱為一葉輪或一葉片。混合攪棒250可在儲罐200內旋轉且同心地安置於儲罐200內。混合攪棒250包含具有用於接合機器100之一驅動軸件以用於驅動儲罐200內之混合攪棒250以產生一份經冷卻食物及飲料之一容槽的一驅動頭252。參考圖52A至圖52C描述關於混合攪棒250之進一步細節。
一些儲罐經定大小以提供所產生之一單份食物或飲料。一些儲罐具有在6流體盎司與18流體盎司之間的一容積。儲罐200具有近似8.5流體盎司之一容積。一些儲罐灌裝有產生經冷卻食物或飲料所需之所有原料(惟在產生經冷卻食物或飲料時環境空氣係自大氣吸入至儲罐中除外)。一些儲罐近似一半灌裝(例如，按容積計算在40%與60%灌裝之間)有原料且在密封儲罐之前，剩餘頂部空間被惰性氣體(例如，氮氣)加壓。一些儲罐被灌裝1/3部分(例如，按容積計算為33%)，且一些儲罐被灌裝2/3部分(例如，按容積計算為66%)。儲罐中之剩餘頂部空間容許原料在改良熱傳遞之一殺菌釜滅菌程序期間四處晃動。頂部空間亦為在產生經冷卻食物或飲料時(例如，當混合攪棒250以大RPM(例如，超過50 RPM、超過100 RPM、超過200 RPM等)攪打原料，同時將空氣吸入至儲罐200中以產生溢出時)，原料在儲罐200中膨脹(例如，起泡或產生溢出)提供儲罐中之空間。一些儲罐無需引入空氣且可依靠儲罐中之惰性氣體(例如，氮氣)。在此等情況下，在混合程序之至少部分期間，儲罐可保持密封。在一些情況下，可在混合程序期間引入空氣。
儲罐200之側壁208之厚度及材料使儲罐200能夠在機器100之蒸發器與儲罐200內之原料之間提供快速及有效的熱傳遞。一些儲罐具有由鋁或鋁合金形成且厚度在5微米與50微米之間的一側壁208。
一些混合攪棒250係由與儲罐200之側壁208相同之材料形成以在機器100之蒸發器與儲罐200內之原料之間提供甚至更佳的熱傳遞。例如，一些儲罐具有由鋁合金形成之一側壁208，且混合攪棒250亦由鋁合金形成(例如，鋁合金不需要為完全相同的)。一些蒸發器包含界定容槽106之一鋁內表面，因此蒸發器、儲罐200及混合攪棒250之間的材料相同。由於材料係相同或實質上相同的，因此熱膨脹及導熱率亦係相同或實質上相同的。此意謂在冷卻期間，蒸發器、側壁208及混合攪棒250全部以相同速率傳導熱量並以相同速率膨脹或收縮。此容許此三個組件之間的接合及接觸壓力為相同的。此進一步改良熱傳遞並減少產生經冷卻食物或飲料所需之時間。
一些儲罐之主體及混合攪棒係由其他材料製成，例如，錫、不銹鋼及各種聚合物(諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET))。一些儲罐係由不同材料製成以有助於儲罐之可製造性及效能。例如，儲罐壁及第二端206可由3000系列鋁(例如，3104)製成，而底座可由5000系列鋁(例如，5182)製成。一些儲罐包含不同系列鋁(例如，2000系列、6000系列等)。
在一些儲罐中，儲罐之內表面經塗佈有漆以防止在其與儲罐內所包含之原料接觸時腐蝕儲罐。此漆亦降低儲罐內所包含之食物及飲品原料中之金屬「出現異常特徵(off notes)」的可能性。例如，由鋁製成之一儲罐可在內部塗佈有以下塗層之一者或一組合：Sherwin Williams/Valspar V70Q11、V70Q05、32SO2AD、40Q60AJ；PPG Innovel 2012-823、2012-820C；及/或Akzo Nobel Aqualure G1 50。亦可使用由相同或其他塗層製造商製成之其他塗層。一些儲罐在內部塗佈有一層塗層且混合攪棒經定大小以在混合攪棒在儲罐內旋轉時接觸該層塗層。在一些實例中，該層塗層係一PET層壓塗層之一層。在一些實例中，該層塗層具有在產生單份經冷卻食物或飲料時保持實質上恆定之一厚度(例如，塗層不剝落)。
一些混合攪棒係由相同或相似的鋁合金製成且經塗佈有相似的漆/塗層。例如，Whitford/PPG塗層8870可用作混合攪棒之一塗層。混合攪棒漆可對混合攪棒具有額外不黏及硬化益處。一些混合攪棒經靜電塗佈。一些混合攪棒係由AL 5182-H48或其他鋁合金製成。一些混合攪棒展現最小250 MPa至310 MPa之一抗拉強度、最小180 MPa至260 MPa之一屈服強度及4%至12%之一斷裂伸長率。
藉由將其等自儲罐移除、清洗及在同一或另一儲罐中重新使用，一些混合攪棒係可重新使用的。在一些情況下，儲罐及混合攪棒皆由鋁形成且皆為可回收再利用的，而不必拆開儲罐並將混合攪棒與儲罐分離(例如，自儲罐移除混合攪棒對一消費者而言通常係困難的且並非必需的)。
圖3係在混合期間之原料流動之一示意圖270。在此情況下，儲罐及混合攪棒係呈平頭截錐形狀，但對於圓柱形儲罐(諸如儲罐200)及混合攪棒250亦存在此原料流動。在混合攪棒在儲罐內旋轉時，混合攪棒之螺旋形狀將原料自儲罐之側壁汲取至儲罐之中心並在一軸向方向上向上(例如，如由箭頭272表示)。原料亦穿過混合攪棒之一或多個開口。原料在混合程序期間與混合攪棒顯著接觸且具有一經冷卻混合攪棒容許混合攪棒協助冷凍程序。在其中混合攪棒係金屬(例如，鋁)或以其他方式具有一大導熱率的情況下，此係一優點。
混合攪棒250之邊緣連續地接觸並刮擦儲罐200之側壁208以從側壁208移除冰及冷凍原料。混合攪棒250將刮除之原料移動至儲罐200之中心，因此側壁處之較冷原料與較暖中心之原料混合以改良熱傳遞且更快冷卻。針對混合攪棒250之所有旋轉位置(例如，在混合攪棒250在儲罐200內迴轉約360度時)，混合攪棒250維持與側壁208之接觸。具有與混合攪棒相同材料之一側壁之儲罐使此程序更有效，因為熱膨脹及導熱率係相同的。一些機器使混合攪棒振盪及/或振動以協助移除黏附至混合攪棒及/或黏附至儲罐之側壁之產品。
一些儲罐係由市售罐頭尺寸形成，例如，具有在2.080英吋至2.090英吋之範圍內之直徑及180毫升(ml)至300 ml之容積之「細長」罐頭、具有在2.250英吋至2.400英吋之範圍內之直徑及180 ml至400 ml之容積之「光滑」罐頭及具有在2.500英吋至2.600英吋之範圍內之直徑及200 ml至500 ml之容積之「標準」罐頭。機器100經組態以使用2.085± 0.10英吋外徑之儲罐。一些儲罐具有2.065英吋至2.075英吋之一內徑以容許分別具有2.045英吋至2.055英吋之一直徑之混合攪棒以100 RPM至1,500 RPM之一RPM旋轉，從而導致每分鐘刮擦6,000平方英吋至93,000平方英吋。
在約2.085英吋之一內徑的情況下，儲罐可容納具有約2.065英吋至2.085英吋之一直徑之一混合攪棒(即，一些混合攪棒具有與儲罐相同之直徑)。混合攪棒可在儲罐中以在100 RPM與1,500 RPM之間的範圍內之旋轉速度迴轉。在此時間期間，混合攪棒之葉片邊緣以在每分鐘3,100平方英吋至46,500平方英吋之範圍內之速率刮擦儲罐之內壁。每分鐘之刮擦面積與混合攪棒上之各刮擦邊緣相乘(即，具有兩個邊緣之一混合攪棒將刮擦每分鐘近似6,200平方英吋至93,000平方英吋)。此刮擦及混合程序有助於將形成於儲罐之壁處之冰晶分佈至儲罐之內部。
一些儲罐具有不超過10微米至50微米厚度(例如，小於50微米)之一裝飾性外塗層。一些儲罐在端部上不具有一內或外塗層。
除了一次性使用的儲罐之外，一些儲罐係可重新使用的。一些儲罐被使用、清洗及重新使用。一些儲罐在購買時空的且在使用之前被灌裝。一些儲罐在購買或取得時係滿的，被使用且由一使用者或藉由機器重新灌裝。一些儲罐在使用之後被滅菌且在重新灌裝之後被滅菌以實現室溫儲存(例如，穩定存放的儲罐)。一些儲罐包含容許儲罐被重新灌裝及重新密封之重新密封特徵。一些儲罐可在購買時空的且與具有清潔標記原料之一家庭冰淇淋製作套件一起使用。
參考圖48A至圖53B描述混合攪棒之額外實例。可與機器100一起使用之其他混合攪棒及儲罐係在2019年7月1日申請之美國專利申請案第16/459,322號(代理人檔案號碼47354-0010001)及2020年3月19日申請之美國專利申請案第16/824,616號(代理人檔案號碼47354-0036001)中更詳細描述，該兩個之全文以引用的方式併入本文中。
機器100包含一觸控螢幕使用者介面108。一使用者與使用者介面108接合以選擇/確認機器111之一或多個設定(例如，選擇待產生之產品、確認產品等)，在產生經冷卻食物或飲料之程序期間顯示剩餘時間之一指示(例如，一圓形顯示器、一條形顯示器、一數位時鐘等)及對使用者顯示指令(例如，要求使用者將其碗或錐形蛋卷筒放置於機器100之施配區域110中以製備待施配之產品)。
圖4係其中移除機器100之頂部罩蓋之機器100之一透視圖。滑動蓋102安裝於一對圓柱形軌道112上且可前後線性滑動以敞開及閉合其中插入儲罐200之區域。
圖5A及圖5B係其中移除機器100之頂部罩蓋且移除滑動蓋102之頂部罩蓋之機器100之透視圖。圖5A展示處於關閉組態中之機器100且圖5B展示處於打開組態中之機器。滑動蓋102包含一外殼114，外殼114包含安裝於外殼114之一底側上之一驅動馬達116。驅動馬達116包含旋轉地耦合至混合攪棒250之一馬達軸件118。該旋轉耦合涉及透過一皮帶120將扭矩自驅動馬達116傳遞至一可軸向移動的驅動軸件122 (在圖6A及圖6B中所展示)。
在一些機器中，馬達在混合攪棒處以至少100 PRM (每分鐘轉數)之一旋轉速度提供至少50 ozf-in (盎司-力英吋)之扭矩。例如，可使用100 ozf-in之一扭矩及750 PRM之一旋轉速度。在一些機器中，驅動馬達116提供高達400 ozf-in之一扭矩及高達1,500 PRM之一旋轉速度。一些機器增加混合攪棒250之混合速度以協助將空氣(或儲罐中之惰性氣體)混合至冷凍甜點中以實現改良之溢出(較佳地至少30%溢出)。一些機器增加混合攪棒250之混合速度以提供足以將冰淇淋擠出儲罐200之出口埠的速度，同時實現從儲罐出來之冰淇淋之一恆定流量(流)。
增加混合攪棒250之旋轉速度增加所需電流。下面表格繪示依據PRM及進入冷凍程序之時間(其影響冰淇淋之黏度)而變化的用於驅動混合攪棒250之當前原型機器之電流。
自冷凍循環開始起之秒數 3 15 30 45 60 75 90 105
混合攪棒之PRM 275 275 275 315 435 558 800 1000
驅動混合攪棒之馬達上之電流(毫安) 372 658 1202 1833 2738 4491 9192 13719
機器100經由一柱塞馬達124 (在圖6B中展示)升高及降低驅動軸件122以將驅動軸件122軸向及旋轉地接合至混合攪棒250之驅動頭252之容槽。驅動馬達116及柱塞馬達124機械地附接至滑動蓋總成102，因此其等皆與滑動蓋總成102一起平移。當蓋子處於其打開位置中時且當蓋子處於其閉合位置中時，皮帶120皆處於張力下。皮帶120亦與滑動蓋總成102一起平移。一些機器包含用以維持皮帶120之張力之一皮帶張緊系統。
圖6A及圖6B係與儲罐200處於一脫離組態中之機器100之柱塞總成之視圖。柱塞馬達124經由一齒條及小齒輪系統126軸向地耦合至驅動軸件122。柱塞馬達124將驅動軸件122在經脫離組態(在圖6A及圖6B中所展示)與一經接合組態(在圖7A及圖7B中所展示)之間軸向平移。一滑輪127旋轉地耦合至皮帶120。滑輪127具有可滑動地接納類似有鍵驅動軸件122並將驅動馬達116之扭矩旋轉地耦合至驅動軸件122之一鍵孔128 (例如，一六邊形孔)。
在一些機器中，一機載控制器(或處理器)使用柱塞馬達124上之一編碼器(未展示)及一限位開關(未展示)來監測驅動軸件122之軸向位置。例如，當使用者將儲罐200插入至機器100中並按壓起動按鈕(例如，經由使用者介面108)時或當使用者將儲罐200插入至機器100中且機器100之QR系統讀取儲罐200上之QR碼時，蒸發器圍繞儲罐200關閉以將儲罐200夾緊至機器100中且驅動軸件122插入至儲罐之驅動頭252之容槽中以將驅動軸件122可旋轉地耦合至混合攪棒250。一些機器在插入程序期間使驅動軸件122擺動及/或旋轉以確保在混合及冷凍將開始之前與驅動頭252之容槽正確對準。
圖8係用於機器100之一QR掃描系統130之一透視圖。QR掃描系統130機械地安裝至滑動蓋102之外殼114。QR掃描系統130包含可操作以讀取儲罐200之一標記上之一QR碼210之一相機掃描器132。在一些實例中，QR碼210經列印於儲罐200之一蓋子212或罩蓋上。在一些實例中，QR碼210直接列印於儲罐200之一端處之金屬(例如，鋁)上。
QR碼210含有用以選擇用於製備經冷卻食物或飲料之參數之資訊。參數之實例包含蒸發器關閉壓力及序列、混合攪棒旋轉速度、循環時間、蒸發物溫度及循環及施配溫度。一些QR碼210包含關於產品之資訊(例如，冰淇淋偏好、酒精含量等)。可客製化QR碼之資訊密度以適合相機之偵測窗。在一些情況下，QR碼係指示機器100之內建式記憶體中之一預定配方之單個輸入。在一些情況下，藉由下載新配方來更新機器100之記憶體且在機器100之使用期間比較此等配方與QR碼210之資訊。
QR掃描器132隨著滑動蓋102之打開及閉合而移動。在使用者已插入儲罐200之後向前拉動滑動蓋102 (例如，至閉合位置)時，掃描器132讀取儲罐之頂部上之QR碼210上之資訊。在滑動蓋102移動至閉合組態之前，QR掃描器132對QR碼210進行成像。此係因為當機器100處於關閉組態中時，由於驅動軸件122將被移動至其與混合攪棒250之縱軸共線之一位置，QR掃描器132將已經過儲罐200。QR掃描器132經設計以在此短時間窗期間及在滑動蓋102在運動時快速且準確地對QR碼210進行成像。
在一些情況下，若未偵測到QR碼，則再次提示使用者打開及閉合蓋子102。使用者亦可藉由透過使用者介面108手動地輸入儲罐類型來略過QR碼。掃描器132相對於箔標記及QR碼210之水平面以一15度角定向。一些掃描器以一12度角至17度角定向。掃描器132具有1280x800像素之一解析度、18 cm (7.0英吋)之一焦距、48度之一水平視場及30度之一垂直視場。一些掃描器可具有16 cm至20 cm之一焦距。在掃描器132在打開組態與關閉組態之間滑動而運動時，掃描器132必須能夠讀取儲罐200之QR碼210。掃描器132需要以一適當焦距及角度讀取QR碼210。
圖9A及圖9B係具有一圓頂箔214之一儲罐之透視圖。圓頂形214係由適當材料製成以維持與儲罐之黏合、強度及剛度以及有限反射率之最佳平衡。圓頂箔214包含一或多個代碼(例如，QR碼、條碼)。在所展示之實例中，箔214包含偏離中心並彼此在直徑方向上相對之兩個QR碼215。QR掃描系統130讀取圓頂箔214上之QR碼215之至少一者且有時兩者。在一些情況下，兩個QR碼215係相同代碼以給予QR掃描器132兩次機會自儲罐讀取資訊。在一些情況下，代碼215之一者在儲罐之運送及處置期間被損壞，而另一代碼215保持完整。在一些情況下，代碼215係不同的以傳送不同資訊給機器100 (例如，一個代碼係用於一半的設定且另一代碼係用於剩餘一半的設定)。
代碼之識別資訊亦可用於促進面向消費者行銷(例如，經由網際網路或使用一訂購模型)。一些機器使用此方法以透過電子商務銷售冰淇淋，因為儲罐係穩定存放的。在此一訂購模式中，消費者每月為運送給其等之預定數目個儲罐支付月費。消費者自各種類別(例如，冰淇淋、健康冰沙、冷凍咖啡或冷凍雞尾酒等)以及其等個人化之口味(例如，巧克力或香草味)選擇其等個人化之儲罐。在一些情況下，機器自身可使用一訂購模型來租用。在一些情況下，亦可租用可重新使用的儲罐及混合攪棒。
識別亦可用於追蹤所使用之各儲罐。在一些系統中，機器與一網路鏈接且可經組態以告知一供應商關於哪些儲罐正被使用且需要更換(例如，透過每週運送)。此方法比讓消費者去雜貨店購買儲罐更有效。
圖10A及圖10B係用於產生一單份之一經冷卻食物或飲料之一機器150之透視圖及截面視圖。機器150類似於機器100，但包含一樞轉蓋152來代替機器100之滑動蓋102。機器100及機器150兩者包含在儲罐200插入至各自機器中時用於冷卻儲罐200之一蒸發器154。與機器100及150一起使用之額外蒸發器係在2019年7月1日申請之美國專利申請案第16/459,388號(代理人檔案號碼47354-0006001)及2020年3月19日申請之美國專利申請案第16/824,616號(代理人檔案號碼47354-0036001)中描述，該兩案之全文以引用的方式併入本文中。
圖11係用於冷卻一儲罐之蒸發器154之一透視圖。蒸發器154具有一蛤殼狀組態，其中一第一部分156在一側上藉由一活動鉸鏈160附接至一第二部分158且在另一側上藉由一間隙162分離開。蒸發器154之內表面168界定用於接納一儲罐(例如，儲罐200)之一容槽170。製冷劑自機器100之一製冷系統之其他組件(例如，一冷凝器)通過流體通道164 (在圖10B中所展示)流動至蒸發器154。製冷劑在內部通道中通過第一部分156、活動鉸鏈160及第二部分158流動通過蒸發器154。在一些蒸發器中，第一部分156及第二部分158係藉由除一活動鉸鏈160以外之一鉸鏈(例如，一琴式鉸鏈(參見圖12)或一可變形鉸鏈(參見圖13))接合在一起之機械分離零件。在一些蒸發器中，第一部分及第二部分完全未鉸接(例如，兩個分開的半部係藉由機器之一或多個馬達推動在一起並拉開)。一些蒸發器具有藉由機器之一或多個馬達鉸接或強制連接在一起之三個或更多個區段(例如，在3個區段至10個區段之間)。
蒸發器154具有一打開位置及一關閉位置。在打開位置中，間隙162敞開以在第一部分156與第二部分158之間提供一氣隙。蒸發器154之內徑ID在打開位置中比在關閉位置中更大。在蒸發器154處於其打開位置中時，儲罐可插入至蒸發器154中並自蒸發器154移除。在插入一儲罐之後將蒸發器154自其打開位置轉變為其關閉位置使蒸發器154圍繞儲罐之外徑收緊以將儲罐夾緊於適當位置中並經由摩擦限制儲罐之旋轉及軸向移動。例如，機器100經組態以使用具有一2.085英吋外徑之儲罐。蒸發器154在打開位置中具有2.115英吋之一內徑且在關閉位置中具有2.085”之一內徑。一些機器具有經定大小及經組態以冷卻其他經定大小及經定形狀之儲罐(例如，平頭截錐狀)之蒸發器。
蒸發器154之關閉位置藉由增加一所插入儲罐200與蒸發器154之間的接觸面積並減少或消除儲罐200之側壁208與蒸發器154之內表面之間的一氣隙來改良儲罐200與蒸發器154之間的熱傳遞。在一些儲罐中，由蒸發器154施加至儲罐之壓力係由混合攪棒、儲罐內之經加壓氣體或兩者抵消以維持儲罐之罩殼形狀。此確保蒸發器、儲罐之側壁及混合攪棒之間的機械接觸，以在蒸發器154冷卻儲罐時及在混合攪棒混合儲罐內之原料時改良熱傳遞。在一些實例中，蒸發器之與儲罐接觸之部分、儲罐之側壁及混合攪棒係由相同材料形成，使得在冷卻及混合程序期間，熱膨脹跨蒸發器、混合攪棒及儲罐係均勻的。在一些實例中，出於此目的，蒸發器、混合攪棒及儲罐全部由一或多種鋁合金形成。
機器150包含機械地耦合至蒸發器154且使一螺栓174旋轉以使蒸發器154在其打開組態與關閉組態之間移動之一蒸發器馬達166。一些機器包含直接附接至蒸發器154及螺栓174之一蒸發器馬達。蒸發器馬達166控制蒸發器154抵抗兩個彈簧172之偏置之關閉，以對儲罐200提供近似10 lbf (磅力)至50 lbf之一關閉力及近似1,000 ozf – in至1,500 ozf – in之一扭轉夾緊力。在一些實例中，蒸發器馬達166使用一回饋控制系統來知道蒸發器何時已達到關閉組態。例如，當蒸發器馬達166之電壓及/或電流達到一臨限值時，蒸發器馬達166判定蒸發器154處於關閉組態中並將蒸發器154鎖定於當前位置處以維持儲罐200上之夾緊壓力。一些機器使用一硬止擋系統，其中當蒸發器達到一特定關閉量時，蒸發器馬達166停止。一些機器使用「楔形系統」來代替一蒸發器馬達166，使得由使用者施加之一手動力(例如，當滑動蓋102閉合時或當樞轉蓋152閉合時)迫使蒸發器154進入關閉位置(且反之亦然)。
圖12係包含一琴式鉸鏈301代替一活動鉸鏈之一蒸發器311之一透視圖。在一些情況下，使用一琴式鉸鏈301減少歸因於重複打開及關閉循環而可能在活動鉸鏈中發生之疲勞失效。在蒸發器311中，蒸發器之每一半彼此流體地斷開連接，使得蒸發器之每一半具有一入口及一出口埠(在圖12中未展示)。
圖13係包含一彈性或可變形鉸鏈303代替一活動鉸鏈之一蒸發器315之一透視圖。在一些情況下，使用一可變形鉸鏈303容許一高度彈性金屬(例如，彈簧鋼)用於可變形鉸鏈303，而蒸發器之其餘部分係由鋁形成(例如，以匹配儲罐之主體及混合攪棒)。亦將任何故障集中於離散鉸鏈303，離散鉸鏈303可容易地更換而不必摒棄或返工整個蒸發器(若活動鉸鏈發生故障，則可為此情況)。類似於蒸發器311，在蒸發器315中，蒸發器之每一半彼此流體地斷開連接，使得蒸發器之每一半具有一入口及一出口埠(在圖13中未展示)。
在一些實例中，蒸發器馬達166之回饋控制系統係用於校準蒸發器關閉並確保蒸發器154在每個關閉循環時接近相同的固定內徑。在一項實例中，回饋控制系統係用於判定蒸發器154之完全關閉位置，即，最小內徑。蒸發器154接著藉由蒸發器馬達166移動至完全打開位置，即，最大內徑，且一編碼器用於判定在蒸發器154之完全關閉位置與完全打開位置之間的計數數目(其可對應於螺栓174之轉數)。在蒸發器154處於完全打開位置中時，接著將具有接近一儲罐(例如，儲罐200)之直徑之一預定直徑之一校準插塞插入至蒸發器154之蒸發器空腔中，且蒸發器馬達166之回饋控制系統再次用於判定蒸發器154之關閉位置，此次在插塞上關閉時(經校準關閉位置)。
處於經校準關閉位置中之蒸發器154之內徑通常落在處於完全打開位置中之蒸發器154之內徑與處於完全關閉位置中之蒸發器154之內徑之間。編碼器係用於判定在完全關閉位置與經校準關閉位置之間的計數數目。當操作機器時，此資料用作打開及關閉蒸發器154至固定(例如，恆定)及可重複內徑的基礎。此程序對於改良具有略微不同的孔徑之蒸發器154之機器對機器可重現性特別有用。
在一些機器中，在蒸發器154到達關閉位置時，蒸發器154之回饋控制系統監測蒸發器馬達166之電流位準以判定蒸發器154之行程極限。在一些實例中，電流之增加對應於施加至儲罐200之機械力之增加。例如，機器100量測由蒸發器馬達166隨時間汲取之電流並比較此經量測電流與一電流臨限值。若達到電流臨限值，則機器100判定蒸發器154已到達關閉位置並控制蒸發器馬達166限制(或停止)關閉蒸發器154，以避免壓碎蒸發器154內之儲罐200。
在一些機器中，在蒸發器154到達關閉位置時，蒸發器154之回饋控制系統監測蒸發器馬達166之旋轉速度(RPM)以判定蒸發器154之行程極限。在一些實例中，旋轉速度之降低對應於施加至儲罐200之機械力之增加。例如，機器100使用一編碼器量測在蒸發器馬達166之一輸出軸件處隨時間之旋轉速度並比較此經量測旋轉速度與一速度臨限值。若旋轉速度降低至一旋轉速度臨限值以下，則機器100判定蒸發器154已到達關閉位置並控制蒸發器馬達166限制關閉蒸發器154以避免壓碎蒸發器154內之儲罐200。
在一些實例中，在滑動蓋102閉合或輸轉蓋152閉合且驅動軸件下降以接合儲罐200之混合攪棒250之前，期望關閉蒸發器154且將儲罐200保持於一緊密固定之位置中。此定位對於軸件-混合攪棒接合可能很重要。
圖14A及圖14B係一筒夾式蒸發器300之視圖。在一些情況下，蒸發器154在活動鉸鏈160處及/或僅歸因於在機器之生命週期期間重複打開及關閉蒸發器而遇到疲勞問題。一些機器包含筒夾式蒸發器300代替蒸發器154以減少疲勞問題。在一些實例中，筒夾式蒸發器300如同將一鑽頭固定至一鑽或至一端銑刀之一筒夾式裝置起作用。在一些實例中，筒夾式蒸發器300如同圖14C及圖14D中所展示之鑽夾頭313起作用。
筒夾式蒸發器300包含三個部分，即，一上部分302、一下部分304及一筒夾305。下部分304係由金屬(例如，鋁)形成且包含一螺旋形凹部以接納圍繞下部分304之外周邊呈螺旋形之一螺旋形製冷劑通道306 (例如，一銅管)。下部分304包含一或多個螺紋308以用於可螺合地接納上部分302之一或多個螺紋。上部分302螺合至下部分304中。筒夾305之一端部分接合上部分302之一環形斜坡表面307以耦合上部分302與筒夾305之軸向移動。筒夾305包含由金屬(例如，鋁或不銹鋼)形成之一膨脹/收縮部分310。歸因於在直徑方向上相對之側上之軸向狹縫314，膨脹部分310係可撓性的。
一使用者透過上部分302之開口312插入一儲罐200並透過筒夾305之膨脹部分310將該儲罐推動至完全位於上部分302內部之一位置中。一旦儲罐200被插入至上部分302中，蒸發器馬達就經改變用途以將上部分302旋轉至下部分304中。蒸發器馬達繼續將上部分302驅動至下部分304中，直至扭矩、電壓或電流達到一預定臨限值。此時，膨脹/收縮部分310徑向收縮以與儲罐200之錐形側壁208產生一大摩擦配合以將儲罐200保持於筒夾式蒸發器300內之適當位置。蒸發器馬達停止上部分302相對於下部分304之旋轉並歸因於此摩擦而將儲罐200鎖定於適當位置。在一冷凍循環期間，機器控制製冷劑流動通過製冷劑通道306以在製冷劑與儲罐之間交換熱量，以冷卻儲罐內之原料以產生食物或飲料。
歸因於在製作經冷卻食物或飲料之程序期間在儲罐中之內部壓力變化，一些系統包含一多步驟夾緊系統。在一些此等系統中，當儲罐歸因於儲罐中之經加壓氣體而處於正壓力時(例如，在冷凍循環之前)，蒸發器第一次夾緊。在冷凍循環期間，儲罐200中之一排氣埠打開以適當經加壓氣體。當氣體被釋放時，儲罐中之壓力可顯著下降，此可引起儲罐200之側壁208至少部分脫離蒸發器之夾持。所得氣隙可干擾熱傳遞。
機器控制蒸發器釋放夾持並再次重新夾緊儲罐。此第二次夾緊通常將消除歸因於儲罐中之內部壓力變化而引起之儲罐與蒸發器之間的任何間隙。此方法解决當儲罐處於正壓力下時，儲罐之壁有時略微向外凸出的現象。隨著經加壓氣體被釋放，儲罐可收縮至一較小直徑，從而引起儲罐之外徑自蒸發器之內表面拉離。夾緊及釋放方法可减少或消除此等氣隙。一些機器控制蒸發器第一次夾緊，且當氣體被釋放時，蒸發器進一步夾緊而不釋放且接著重新夾緊。
圖15係機器100之一製冷系統之一示意圖。用於機器100之額外製冷系統係在2019年7月1日申請之美國專利申請案第16/459,388號(代理人檔案號碼47354-0006001)、2020年3月19日申請之美國專利申請案第16/824,616號(代理人檔案號碼47354-0036001)及2021年6月1日申請之美國專利申請案第17/335,891號(代理人檔案號碼47354-0037001)中更詳細描述，全部該等案之全文以引用的方式併入本文中。
製冷系統178包含蒸發器154、一冷凝器180、一吸入管線熱交換器182、一膨脹裝置184及一壓縮機186。膨脹裝置184可包含一閥或一毛細管，該兩者皆可用於製冷系統178中。高壓液體製冷劑自冷凝器180通過吸入管線熱交換器182及膨脹裝置184流動至蒸發器154。膨脹裝置184限制液體製冷劑流體之流動並在液體製冷劑離開膨脹裝置184時降低液體製冷劑之壓力。低壓液體接著移動至蒸發器154，在蒸發器154處，熱量自一儲罐200吸收且其在蒸發器154中之內容物將製冷劑自一液體改變為一氣體。氣相製冷劑自蒸發器154通過吸入管線熱交換器182流動至壓縮機186。在吸入管線熱交換器182中，離開蒸發器154之冷蒸氣預冷卻離開冷凝器180之液體。製冷劑作為一低壓氣體進入壓縮機186，並作為一高壓氣體離開壓縮機186。氣體接著流動至冷凝器180，在冷機器180處，熱交換冷卻製冷劑並將其冷凝為一液體。
製冷系統178視需要包含一第一旁通管線188或閥及第二旁通管線190或閥。第一旁通管線188將壓縮機186之排出口直接連接至壓縮機186之入口。打開及關閉通道以容許製冷劑旁通流動之旁通閥安置於第一旁通管線及第二旁通管線兩者上。將製冷劑自壓縮機排出口直接分流至入口可提供蒸發器除霜及溫度控制，而無需向蒸發器154注射熱氣。第一旁通管線188亦提供用於跨壓縮機186之快速壓力均衡之一構件，此容許快速重啟(即，快速冷凍一個接一個儲罐)。第二旁通管線190使能夠向蒸發器154施加暖氣以使蒸發器154除霜。旁通閥可為(例如)電磁閥或節流閥。可使用一額外旁通閥(未展示)以沿著混合攪棒250之長度引導暖空氣以協助移除黏附至混合攪棒250之產品。
圖16係在一冷凍循環320期間之機器效能之一曲線圖。該曲線圖指示依據時間而變化之冷凝器出口溫度327、壓縮機入口溫度325、蒸發器出口溫度324及蒸發器入口溫度322。明確言之，圖16展示在約4分15秒之一持續時間內之機器效能。冷凍循環320開始於約1分鐘(標記330)且結束於約3分鐘(標記332)。在冷凍循環320期間，在儲罐200放置於蒸發器154中時，製冷劑流動通過蒸發器154以將來自儲罐內之原料之熱量交換至製冷劑。此引起蒸發器入口與蒸發器出口之間的溫差。
冷凍循環320之第一部分334指示高熱傳遞(例如，在原料被快速冷卻時)。冷凍循環320之第二部分336指示低熱傳遞(例如，因為原料已如由蒸發器出口溫度324之實質降低所指示般冷卻)。在第二部分336期間，蒸發器出口溫度324及蒸發器入口溫度322實質上收斂。在一些情況下，此意謂液體製冷劑通過蒸發器154並到達壓縮機186 (此有時被稱為溢流回流)。機器100藉由容忍一些溢流回流而在儘快冷卻儲罐與同時減少壓縮機186上之磨損之間取得平衡。
在一些製冷系統中，一毛細管控制之冷卻系統無法針對熱負荷之大變化進行調整。例如，在部分334中，高熱傳遞導致高蒸發器過熱且在一些情况下，機器難以跟上所需之熱傳遞。在部分336中，低熱傳遞導致低或無蒸發器過熱，如在先前段落中所闡述。
圖17係包含一製冷劑槽之用於機器100之一製冷系統之一示意圖。本發明中所描述之機器包含含有參考所揭示之製冷系統之任一者所描述之特徵之任何組合的製冷系統。在一些實例中，機器使用製冷系統178及192之特徵之任何組合。製冷系統192係類似於製冷系統178，惟製冷系統192包含連接至膨脹裝置184、蒸發器154及壓縮機186之一製冷劑槽194除外。製冷劑槽194係由膨脹裝置184進給且製冷劑氣體係由壓縮機186自製冷劑槽194吸入。製冷劑槽194放置於機器100內，使得製冷劑槽194之液位高於蒸發器154(例如，抵抗重力)。此意謂蒸發器154將灌裝有製冷劑。此流動配置具有較低壓降(容許較高流率及較高效能)，因為壓縮機186不需要推動製冷劑通過蒸發器154。蒸發器154係自製冷劑槽194經重力進給。製冷系統192維持一恆定製冷劑供應以蒸發液化及冷凍食物或飲料，此係因為蒸發器154總是溢流。此增加一冷凍循環早期之效能。
在一些系統中，製冷系統藉由一壓縮機使用一兩相製冷劑流體(諸如R1270、R134A、R22、R600a或R290)來冷卻儲罐。在一些系統中，壓縮機係一往復式壓縮機或一旋轉式壓縮機。一些機器使用一圓柱形往復式壓縮機，因為其更佳配裝於機器之外殼中。具有一可變馬達速度之直流電(DC)壓縮機容許朝向儲罐之製冷冷卻循環之開始(例如，冷卻儲罐之前45秒)增加排量，且朝向儲罐之冷卻循環之結束放慢馬達速度，以便增加冷凍程序之效率，同時維持壓降。在一些系統中，DC壓縮機可具有取決於機器之製冷循環之負載而調整之一可變馬達速度。
為產生一致的冰淇淋品質/溫度，機器較佳地偵測產品之冷凍程度並在適當時間結束循環。機器可使用幾種方法來偵測冷凍程序之進展。偵測冷凍程序之進展之一種方法係量測用於轉動混合馬達之電流汲取或電力。較厚冰淇淋需要更多電流/電力以依一給定速度混合。然而，此程序可能不足夠敏感，特別是對於可飲用產品，其中混合馬達電流相對較低。可使用幾種方法來更精確地偵測產品品質/溫度。
一種方法係使用發送至馬達之PWM (脈衝寬度調變)速度信號。一些馬達藉由使用一編碼器及一閉合迴路馬達控制器偵測馬達速度來控制速度。例如，控制器讀取編碼器速度且接著向馬達發送一全速百分比信號(PWM)以加速或減速，以達成如由編碼器偵測之所要速度。當在機器中混合產品時，可以一固定RPM混合。當以一固定RPM混合時，馬達上之負載在產品被冷凍時增加。此負載增加需要控制器向馬達發送愈來愈大的PWM值以使其維持恆定速度。如相較於混合馬達電流，整個冷凍循環之PWM值及PWM值之差與冰淇淋最終溫度更佳相關。
判定何時停止混合程序及施配產品係具有挑戰性的。一些機器使用定時循環，其中產品係在一設定混合時間(其因產品而異)之後施配。一些機器使用驅動馬達(例如，驅動馬達116)之扭矩量測來判定產品何時已充分加厚。一些機器週期性地使驅動馬達減速至怠速並量測混合攪棒(例如，混合攪棒250)之減速度。
通常，一更具黏性之產品使混合攪棒更快減速，且相較於電流/扭矩量測，已發現此減速率更準確地量測與溫度相關之產品黏度。例如，在一些機器(例如，機器100)中，驅動馬達經控制為在混合/冷凍程序之每秒期間「滑行」~100 mS之一樣本間隔。在此取樣間隔期間，機器之軟體基於由機器之一編碼器提供之旋轉速度量測來量測驅動馬達自起始穩定狀態速度減速之程度。在預定義之樣本間隔完成之後，驅動馬達繼續以一固定速度進行混合，直至下一樣本週期。在一些實例中，機器使用具有一數學公式之一演算法以基於最近樣本週期及先前樣本週期內之所收集速度資料來預測儲罐(例如，具有混合攪棒250之儲罐200)之溫度。一旦經預測溫度達到儲罐類型之目標溫度，機器就開始施配程序以施配單份之經冷卻食物或飲料。
圖18係具有附接至儲罐200之第一端204之一底座或蓋子220之一儲罐之一視圖。底座220係金屬(例如，鋁)且壓接至儲罐200之第一端204上以與儲罐200之主體202形成一液密密封。底座220包含具有一弱化之刻痕線224之一可移除突部222。在此實例中，可移除突部222與底座220一體地形成。突部222可(例如)藉由衝壓、深拉或鐓製用於形成底座220之一鋁板來形成。刻痕224可為進入鋁板之底座中之一垂直刻痕或進入突部222之壁中之一水平刻痕。例如，材料可自0.008英吋至0.010英吋之一初始厚度(例如，初始厚度可為0.008英吋)刻痕至0.001英吋至0.008英吋之一刻痕後厚度(例如，刻痕厚度可為0.002英吋)。弱化之刻痕線224係深入0.008英吋厚的鋁基蓋材料0.006英吋。其他帽蓋包含在形成底座220之後插入至底座220中而非與底座220一體地形成之一可移除突部。
圖19係本發明中所描述之蓋子之實例性浮雕之一視圖。例如，一些蓋子包含形成於蓋子中以加強蓋子並減少拱凸之可能性的浮雕。一些蓋子包含浮雕431A、431B、431C及/或類似於圖25中所展示之實施例之實施例之任一者。
在底座220附接(例如，藉由壓接或接縫)至儲罐200之主體202之後，一帽蓋350可移除地附接於儲罐200之底座220上方。圖18展示為便於觀看與底座220間隔開之帽蓋350。機器100旋轉地接合帽蓋350以使帽蓋350旋轉。帽蓋350包含自帽蓋350之主體軸向延伸之一或多個驅動凸塊(lug) 356 (例如，雉堞、堡壘)。帽蓋350具有四個驅動凸塊。機器100與驅動凸塊356接合以將機器旋轉地耦合至帽蓋350以使帽蓋350相對於突部222旋轉。帽蓋350與可移除突部222接合以在弱化之刻痕線224處將其自底座220剪斷以在儲罐200之底座220中形成一開口或孔隙226 (至少部分在圖19E中所展示)。當移除突部222時，孔隙226經暴露並延伸穿過底座220。機器100透過孔隙226自儲罐200施配所產生之食物或飲料。
圖20A至圖20G係附接至儲罐200之底座220之帽蓋350之透視圖。帽蓋350藉由由外接帽蓋350之一內表面之一徑向延伸之向內唇緣358保持而附接至底座220。藉由向內唇緣358與儲罐200之接合來抵制用以自儲罐200移除帽蓋350之帽蓋350之軸向移動。
圖20A至圖20G繪示帽蓋350圍繞儲罐200之第一端204旋轉以切割並帶走突部222並暴露延伸穿過底座220之孔隙226。在一些情況下，當突部222被剪切並帶走時，突部222及對應孔隙226具有在整個儲罐端表面積之5%至30%之間的一表面積。
帽蓋350具有一第一孔隙352 (施配孔隙)及一第二孔隙354 (剪切孔隙)。第一孔隙352近似匹配孔隙226之形狀。第二孔隙224具有對應於兩個重疊圓之一形狀。重疊圓之一者具有對應於突部222之形狀之一形狀且重疊圓之另一者略小。一斜坡360在兩個重疊圓之外邊緣之間延伸。在斜坡過渡之頂部處存在一額外0.010英吋至0.100英吋之材料厚度(例如，0.070英吋)。此額外高度有助於在帽蓋350之旋轉期間提升及破裂突部之頭部並敞開孔隙226。
圖20A及圖20B展示最初附接至底座220之帽蓋350，其中突部222與第二孔隙354之較大重疊圓對準並延伸穿過該較大重疊圓。機器100使帽蓋350相對於儲罐200旋轉以引起斜坡360在突部222之一唇緣下方滑動，如在圖20C及圖20D中所展示。帽蓋350相對於儲罐200之底座220之連續旋轉施加將突部222與底座220之其餘部分分離(參見圖20E至圖20G)且接著將帽蓋350之第一孔隙352與底座220中之由於移除突部222而引起之孔隙226對準的一提升力。一些帽蓋具有提供近似0.075”之一總提升高度之斜坡特徵。一些帽蓋具有提供在近似0.05”與0.10”之間的一範圍內之一總提升高度之斜坡特徵。在一些機器中，移除突部之程序亦移除可在突部之端部之一凹部內累積之產品(冷凍或未冷凍)。
一些儲罐包含用於在將突部222與底座220分離之後保持突部222之一結構。在儲罐200中，突部222具有一頭部228、一桿230及一足部232 (在圖20G及圖21A中最佳所見)。桿230在頭部228與足部232之間延伸且具有小於頭部228及足部232之一截面。在帽蓋350之旋轉將突部222與底座220之其餘部分分離時，帽蓋350橫向壓抵於桿230，其中頭部228及足部232沿著第二孔隙354之一個重疊圓之邊緣置於帽蓋350之兩側。此組態在突部222與底座220分離時保持突部222。此一組態降低在突部222自底座220移除時突部222落入機器100之施配區域110中之等待容槽(例如，碗或錐形蛋卷筒)中的可能性。在機器100之混合攪棒250自旋並透過孔隙226施配所產生之食物或飲料之後，機器100之一馬達使帽蓋350旋轉並閉合孔隙226，使得任何殘餘產品(例如，留在冰淇淋上方)在融化時不洩漏出儲罐並污染機器100。本發明中所描述之儲罐及機器經設計以自儲罐產生及施配冰淇淋，而無殘餘產品與機器接觸。機器100不需要在每次使用之後清潔。
圖21A至圖21C係具有一體形成之突部222之底座220之視圖。在一些情況下，突部222之直徑係0.375英吋至0.850英吋(例如，直徑為0.575英吋)。在一些情況下，突部222之一面積係0.1 in 2至0.5 in 2(例如，0.26 in 2)。在一些情況下，底座220之面積係2.0 in 2至5.0 in 2(例如，3.95 in 2)。突部222之面積係底座220之總表面積之一分率。在一些情況下，底座220之一直徑係1.5英吋至3.0英吋(例如，2.244英吋)。在一些情況下，突部222與底座220之一面積比係0.01至0.50 (例如，0.065)。
在一些情況下，突部222可呈圓形形狀，具有一淚滴形，具有一腎形或具有任何任意形狀。在一些情況下，突部222可為圓形的，但經刻痕形狀可呈圓形形狀，具有一淚滴形，具有一腎形或具有任何任意形狀。在一些情況下，不存在衝壓後之刻痕，而是故意將壁變薄以便於破裂。在另一版本中，不存在可變壁厚度，而是帽蓋350結合機器施配機構接合之力足以在突部222上切割0.008英吋至0.010英吋壁厚度。藉由刻痕，可用5磅至75磅之力(例如，在15磅至40磅之間的力)從底座220提升並剪切掉突部222。
在一些情況下，突部222係使用一機械壓力機一體地形成於底座220上。此有時難以做到，因為其需要一高負載及高容量之壓力機及許多循序製造操作，其亦將冷加工引入至材料(例如，鋁)中，此可使材料變得更脆且有時無法耐受由滅菌、運輸及儲存期間儲罐之加壓及減壓引起之週期性撓曲。一些儲罐使用與儲罐之底座分開形成並黏合(例如，膠合)至儲罐之底座之一突部，來代替一體形成之突部。
在一些情況下，突部之一凸緣黏合或膠合至底座之底側(例如，朝向儲罐內部之側)且在膠水固化之後，突部之頂部形成於適當位置中。此要求鉚釘每次都一致地製造並一致地膠合至孔中。此外，圍繞鉚釘之刻痕較佳地以一致深度形成，此對於一致地生產可為具有挑戰性的。
圖22A至圖22D係替代將一突部膠合至儲罐之一底座而使用之一緊箝突部設計400之視圖。此設計使用一機械按壓操作(由箭頭406表示)以將一突部402充分按壓至一蓋子404中，以與該蓋子形成一氣密密封而無需使用一黏合劑。參考圖23A至圖23C描述關於形成操作之進一步細節。蓋子404接著附接至儲罐200之第一端204以形成儲罐200之底座來代替底座220。圖22A展示在按壓至蓋子404之前的突部402且圖22B展示在按壓至蓋子404中之後的突部402。
圖22C及圖22D係其中突部402按壓至適當位置中之蓋子404之截面視圖。在此等視圖中，儲罐之內側係朝向圖之底部。蓋子404包含實質上類似於弱化之刻痕線224之一弱化之刻痕線409。弱化之刻痕線224係在突部402之半徑外並圍繞蓋子404中之一凸起表面405。在一些實例中，不存在凸起表面405且代替性地蓋子404係實質上平坦的。
在突部402被按壓至適當位置中之前，凸起表面405與蓋子404一體地形成。凸起表面405界定用於接納突部402之一部分使得突部402進一步偏置遠離儲罐200之主體之一凹部407。此容許突部402定位於與突部222類似之一位置中，使得突部402可與突部222互換且無需對機器自身進行改變。使用凸起表面405在蓋子404與突部402之間形成一更安全的機械鎖，因為突部402之一部分被接納於蓋子404之凹部407中。在一些情況下，弱化之刻痕線224係自凸起表面405之底座徑向偏移以增加孔隙之直徑。
在使用期間，當機器100使帽蓋350相對於蓋子404旋轉時，突部402之一上唇緣408接合帽蓋350之斜坡360以將唇緣408向上(例如，在箭頭410之方向上)提升以移除突部402及蓋子404之凸起表面405部分，以形成用於施配所產生之食物或飲料之一孔隙。以此方式，突部402類似於突部222起作用。突部402與突部222之間的一差異在於，相較於具有一體形成之突部222之底座220，更容易可靠地製造蓋子404及突部402。此外，凸起表面405在突部402上提供一牢固夾持，使得不需要一黏合劑(或膠水)來確保突部402保持耦合至蓋子404。相較於一體形成之突部222，突部402可由更厚原材料形成，因為其獨立於蓋子404形成且不依靠現有蓋材料之拉伸及變薄，從而改良突部402之機械完整性。在其他實例中，突部402被拉出蓋子404之凸起表面405而非經由弱化之刻痕線409撕開。
圖23A係緊箝突部402及一蓋子472之一形成操作470之一示意圖。蓋子472不具有一凸起表面。代替性地，蓋子472係實質上平坦的及/或包含一凹入表面而非一凸起表面。突部402以圖23A中所展示之輪廓形狀插入至工具中。在形成突部402時，一模具478支撐突部402之一凸緣。衝頭474按壓突部402之頂部以引起突部402向下移動且同時朝向工具479B向外膨脹，此限制其橫向膨脹。銷476隨著突部402之壓縮而自由向下移動。歸因於在錐形部474A處之一直徑方向膨脹，衝頭474在其向下運動中受到限制，且界定突部之高度。各種其他工具479A、479B在形成操作期間支撐衝頭474及蓋子472。
圖23B及圖23C係用於形成蓋子之一凸起表面之一形成操作480之示意圖。圖23B表示形成操作之開始且圖23C表示形成操作之結束。當經形成時，蓋子404包含參考圖22C所描述之凸起表面405。蓋子404在圖23A中展示之初始階段中係實質上平坦的。一旦形成凸起表面405，就使用參考圖23A所描述之形成操作470緊箝突部402。一對模具482、484夾置蓋子404。在模具482、484對向下移動時，一下部工具486保持固定於適當位置中，使得凸起表面405形成於銷488上。在蓋子404之部分變形時，衝頭490將蓋子404之部分之形狀形成為凸起表面405。一上部工具492支撐上部模具484。
圖24A及圖24B係其中一突部422鉚接於適當位置中之一鉚接突部設計420之透視圖。如同緊箝突部設計400一樣，鉚接突部設計420比一體形成之突部222更容易形成且比將一突部膠合於蓋子上之適當位置簡單得多。一弱化之刻痕線423 (示意性地展示)圍繞突部422。在使用期間，機器100使帽蓋350旋轉，因此斜坡360以類似於突部222及402之一方式接合鉚接突部422之一唇緣。此接合引起鉚接突部422及在弱化之刻痕線423之區域內部之蓋子424之一部分自蓋子424卸離，以留下用於自儲罐200施配經冷卻食物及飲料之一開口。在一些情況下，突部422係一預先形成之鉚釘。
相較於一體形成之突部(例如，突部222)，緊箝突部設計400及鉚接突部設計420具有諸多優點。首先，該等突部係在一分開之製造操作中形成，此容許其等經設計為具有更複雜的尺寸及形狀。例如，突部不需要為圓形的，此有利於在剪切機構中配準及對準。在一些情況下，突部經定形狀為用於增加提升之一滑雪板型特徵。如參考圖25所描述之實例性滑雪板型特徵。第二，由於底座自身不需要經歷一大冷加工按壓操作，因此底座之材料保持強度及完整性。第三，用於分開形成突部且接著執行一鉚接操作之製造操作相當簡單。
圖25係其中一突部426耦合至一儲罐(例如，儲罐200)之一蓋子428之表面之一滑雪板型突部設計425的一透視圖。在一些實例中，突部426經由按壓、緊箝、鉚接或黏合耦合至蓋子428。一弱化之刻痕線427圍繞突部426。在使用期間，機器100使一帽蓋(例如，帽蓋350)旋轉，因此帽蓋350之斜坡360以類似於突部222及402之一方式接合滑雪板型突部426之兩個唇緣429之各者。此接合引起滑雪板型突部426及在弱化之刻痕線427之區域內部之蓋子428之一部分自蓋子428之其餘部分卸離，以留下用於自儲罐200施配經冷卻食物及飲料之一開口。
滑雪板型突部426相較於突部222、402及422之一差異在於，唇緣429經定形狀以匹配帽蓋350之斜坡360之曲率。例如，唇緣429呈弧形以匹配斜坡360並增加突部426與斜坡360之間的接觸面積。此增加剪切程序之可靠性。滑雪板型突部426亦係一非圓形突部之一實例。明確言之，滑雪板型突部426經定形狀為一截頭楔。
一些儲罐包含其他突部設計及用於將突部與儲罐之底座分離之其他方法。例如，在一些儲罐中，底座具有鉚接至底座之一可旋轉切割機構。可旋轉切割機構具有類似於相對於帽蓋所描述之形狀之一形狀，但此輔助件鉚接至底座之周邊且定位於底座之周邊內，而非安裝於底座上方及周圍。當製冷循環完成時，機器之處理器啟動機器之一臂以使鉚接切割機構圍繞一鉚釘旋轉。在旋轉期間，切割機構接合、切割並帶走突部，以使底座之孔隙留在其位置中。
一些儲罐經加壓以具有大約5 psi至100 psi表壓力之一內部壓力。在一些實例中，儲罐經灌裝有10 psi至20 psi之間的超壓。例如，當儲罐經灌裝時，儲罐經注入惰性氣體(例如，氮氣)，該惰性氣體對儲罐加壓且引起儲罐之底座中之一向外凸出體。歸因於此等壓力，在儲罐經灌裝及加壓之後，儲罐之底座傾向於向外彎曲。此可引起帽蓋之斜坡特徵之一接合問題且可潛在地導致過早地移除或根本不移除突部。
為使問題複雜化，儲罐進一步經歷一滅菌程序，歸因於儲罐內部與周圍殺菌釜環境之間的差壓，該滅菌程序使儲罐在一殺菌釜腔室中經受高溫及額外週期性壓力變化。在一些情況下，此導致底座之額外向外彎曲。當儲罐接著插入至機器100中且驅動軸件接合混合攪棒之驅動頭時，儲罐之密封被破壞且包含於儲罐內之經加壓氮氣自儲罐逸出，至少部分使底座放鬆。一彎曲底座與一平坦剪切帽蓋之間的曲率差可造成可干擾正確剪切突部之一失配/未對準。
圖26A至圖26D係一圓頂形帽蓋總成450之視圖。圓頂形帽蓋總成450包含一剪切帽蓋460。帽蓋460包含一主體462及旋轉地耦合至帽蓋460之主體462的一圓頂形插入件464。圓頂形插入件464包含一圓頂形斜坡465，圓頂形斜坡465經定大小以在底座拱凸成類似於圓頂形插入件464之一形狀時接合儲罐之底座之突部。
圓頂形插入件464經製造為具有一圓頂形形狀，該圓頂形形狀表示在儲罐由氮氣加壓之後(例如，在液氮注入至儲罐中且儲罐被密封之後)儲罐之底座之一預期圓頂形狀。例如，最初，一儲罐之底座452 (例如，與儲罐200之底座220實質上相同)係實質上平坦或平面的。當儲罐被注入液氮且底座附接至儲罐之主體(例如，藉由壓接)以密封儲罐之內容物時，在儲罐升溫至室溫時，儲罐因氮氣之膨脹而變得在內部經加壓。當使用圓頂形剪切帽蓋460時，底座452自其初始平坦形狀彎曲至近似匹配圓頂形插入件464之預拱凸形狀之一最終彎曲形狀。因此，當底座452及圓頂形插入件464如圖26A中所展示彼此接觸時，可能成角度及/或變形之突部468接合圓頂形插入件464之圓頂形斜坡465，此提供比使用一平坦帽蓋及斜坡來代替圓頂形剪切帽蓋460的情況更佳及更可靠的接合。
圖26A展示在其附接至一儲罐(例如，一儲罐之主體在圖26A中未展示)之前且在其與圓頂形剪切帽蓋460之圓頂形插入件464接觸時之底座452。圖26B至圖26D係圓頂形插入件464之工程設計圖。圓頂形插入件464之中心區域454經拱凸約0.043英吋(例如，在0.040英吋與0.045英吋之間)，但可取決於儲罐之加壓位準而拱凸為其他尺寸以匹配彎曲底座452。插入件464係由金屬(例如，鋁6061-T6合金)形成且在一些情況下經陽極氧化(例如，MIL-STD-8625 II型透明塗層)。
圖27A至圖27E係包含經「掀開」之一表面502 (或突片)代替完全剪切掉之一突部之掀開蓋設計500之視圖。表面502係一體地形成於儲罐200之一蓋子504上。表面502係實質上平坦的，惟定位於表面502之一側上之一凸起突部506除外。表面502至少75%由一弱化之刻痕線508圍繞。一小的無刻痕區域510保持表面502附接至蓋子504且將表面502保持於蓋子504上，因此表面502不完全自蓋子504卸離並落入儲罐中或所施配之產品中。表面502經偏置至蓋子504之一側。
圖27B係一儲罐200之一視圖，其中蓋子504附接至儲罐200之端部。表面502經展示處於掀開狀態中以界定用於自儲罐200施配所產生之食物或飲料之一孔隙512。表面502經彎曲並駐留於儲罐200之外側上。此與其中將一突片推動至罐頭中而非從罐頭推出之傳統飲品罐頭相反。
圖28A至圖28C係展示附接至儲罐200之一帽蓋520之一序列視圖，儲罐200附接有蓋子504。帽蓋520實質上類似於帽蓋350，惟代替具有接合突部222以將其剪切掉之斜坡360，帽蓋520包含接合凸起突部506以將其掀開之一耙面522除外。耙面522與帽蓋520之主體一體地形成。耙面522係相對於蓋子504之平面成一60度角度。一些帽蓋具有相對於蓋子504之平面成45度與80度之間的角之一耙面。機器100使帽蓋520相對於蓋子504旋轉以引起耙面522接合凸起突部506。耙面522包含底部上之沿著蓋子504跨坐之一鋒利邊緣526。鋒利邊緣526係用以在帽蓋520相對於蓋子504旋轉時協助折斷或切割弱化之刻痕線508之一刀口。
圖28A至圖28C各表示帽蓋520相對於蓋子504之一不同角定向。圖28A展示在其密封儲罐之其初始位置中之表面502且在蓋子504上不存在開口。圖28B展示耙面522接合凸起突部506以將表面502提升至儲罐部分打開之一第一中間位置中。表面502在定位於與凸起突部506相對之側上之一軸524上樞轉敞開。圖28C展示耙面522接合表面502之一部分以將表面502進一步提升至一第二中間位置中。帽蓋520繼續相對於蓋子504旋轉，直至表面502在蓋子504上完全折回，如同圖27B中所展示之位置。
雖然帽蓋520經展示具有四個驅動凸塊528，但與掀開蓋設計500相容之一些帽蓋包含類似於圖42A至圖42E中所展示之帽蓋總成430之設計之一雉堞設計。出於圖解說明目的，帽蓋520經展示不具有一施配埠。與掀開蓋設計500相容之一些帽蓋包含施配埠，如帽蓋350。
一些儲罐具有擁有跨蓋子線性移動(例如，跨蓋子在直徑方向上直線滑動)以移除突部(如突部222)及/或一表面(如表面502)之一耙面之帽蓋。耙面跨蓋子滑動以分離、移除及收集突部及/或表面。一些機器在機器中包含一耙面來代替帽蓋。一些帽蓋包含作為一輔助件安裝於儲罐之帽蓋內(例如，如插入件434)而未與帽蓋之主體一體地形成之一耙面。一些蓋子包含與蓋子一體地形成之一耙面。
圖29A至圖29D係具有包含一空腔之一耙面之一掀開蓋設計530之示意圖。掀開蓋總成530包含實質上類似於蓋子504之一蓋子532。然而，代替使用具有用以接合一突部之一耙面522之一帽蓋520，蓋子532包含釘紮至蓋子532之中心(經由銷536)之一部分534。部分534包含接合蓋子532之一突部540之一耙面538。部分534包含一空腔，在部分534相對於蓋子532旋轉時(例如，在部分534相對於蓋子532在箭頭539之方向上移動時)，該空腔將掀開突部540 (「掛片」)捕獲於一空腔中(例如，在一下部分與上部分之間)。一些機器包含耦合至部分534以引起其旋轉之一馬達。
掀開蓋設計530之一優點在於不需要一剪切帽蓋。掀開蓋設計530之另一優點在於藉由將掀開突部540捕獲於空腔中，減少與施配冰淇淋之互動。在一些實例中，隱藏之掀開突部540避免其切割施配之冰淇淋及/或捕獲殘餘食物或飲料。在一些實例中，掀開突部540不與經冷卻食物或飲料接觸。
圖30A至圖30D係用於一儲罐之一替代兩件式剪切帽蓋550之透視圖。兩件式剪切帽蓋550包含一主體554 (例如，一塑膠承滴盤)及一剪切斜坡插入件552。插入件552係實質上平坦及平面的且可移除地附接至帽蓋主體554。插入件552附接至帽蓋主體554進入圖30A中所展示之經組裝位置中。
插入件552包含配置於插入件552之一外徑上以用於將插入件552嵌合至帽蓋主體554之嵌合特徵560。嵌合特徵560包含接合帽蓋主體554以在帽蓋主體554與插入件552之間傳遞扭矩之一或多個面。插入件552之嵌合特徵560包含外接插入件552之徑向向外突部之一波狀(或週期性/起伏狀)圖案。在一些實例中，嵌合特徵560包含表示峰值與每一各自峰值之間的谷值之12個等距間隔之徑向向外突部。其他形狀係可能的，諸如正方形、矩形或三角形，只要其等容許帽蓋主體554與插入件552之間的扭矩傳遞。帽蓋主體554包含具有擁有嵌合特徵560之一對應圖案之一壁之一凹部561。當插入件552插入至帽蓋主體554中時，插入件552歸因於插入件552之嵌合特徵560與凹部561之壁之間的接合而旋轉地耦合至帽蓋主體554。
插入件552包含兩個孔隙。一第一孔隙係在自儲罐施配產品時容許產品穿過之一寬口孔隙556。第一孔隙556足夠大以容納各種施配孔口(例如，孔口564)，使得插入件552之一單個設計與施配孔口之各種形狀(例如，正方形、三瓣、五瓣、星形、橢圓形、圓形等)及施配孔口之尺寸相容。圖31A至圖31C中展示施配孔口之實例性形狀及尺寸。
插入件552包含用於移除突部以打開儲罐之一斜坡表面558。例如，斜坡表面558包含用以依類似於帽蓋350之斜坡360之一方式自一儲罐移除一突部的一突部剪切斜坡。剪切帽蓋550包含低於帽蓋350之一輪廓斜坡表面558。斜坡表面558圍繞插入件552之一第二孔隙559。在一些實例中，插入件552係金屬(例如，衝壓金屬，諸如衝壓鋁、機械加工鋁、鑄鋁等)且帽蓋主體554係塑膠(例如，注射模製塑膠)。在一些情況下，使用插入件552之嵌合特徵560與帽蓋主體554之凹部561之間的一壓配合(例如，一干涉配合)將插入件552軸向地保持於帽蓋主體554中。一些帽蓋使用其他保持特徵(例如，扣環、黏合劑等)。在一些情況下，製造具有第二孔隙559之插入件552可比其他解決方案(例如，盲孔、凹部等)更便宜及/或更容易。
一些剪切帽蓋包含一凹部代替孔隙559。例如，一凹部起作用係因為在突部頭沿著斜坡表面558跨坐時一插入件僅需要自儲罐清除突部(例如，突部222)。
帽蓋主體554包含用以在機器自儲罐施配絕大部分產品之後捕獲留在儲罐中之融化殘餘產品之一凹部562 (例如，一承滴貯槽)。凹部562與帽蓋主體554一體地形成。帽蓋主體554包含界定一通道口以在產品自一儲罐施配時供產品通過之一孔口564。在此實例中，孔口564係方形星形，但亦可使用其他形狀，如參考圖31A至圖31C所描述。
帽蓋主體554包含將剪切帽蓋550保持於一儲罐之凸緣上之位置中之一脊特徵566。脊特徵566係定位於帽蓋主體554之一內表面567上的一徑向向內延伸突部。例如，當剪切帽蓋550安裝至儲罐之一端上(例如，在一組裝程序期間在一工廠中或由一消費者)時，脊特徵566接合儲罐之凸緣且在使用者施加足夠力時，凸緣按扣通過脊特徵566。此按扣配合將剪切帽蓋550固持於儲罐上，但容許一使用者在需要時自儲罐移除剪切帽蓋550。在一些實例中，脊特徵566之尺寸足以將插入件552保持於帽蓋主體554中(例如，因此在帽蓋550安裝於儲罐之凸緣上之前，在處置帽蓋550期間，插入件552不會從帽蓋主體554掉出)。
帽蓋主體554包含含有孔口564之一凹部570。帽蓋主體554包含接合機器100之一帽蓋剪切機構以使剪切帽蓋550相對於儲罐旋轉以剪切掉儲罐之突部並形成一開口的四個驅動凸塊572 (或驅動突部)。
驅動凸塊572自帽蓋主體554軸向突出直至一表面573。此表面573亦係界定凹部570之相同表面且係最遠離儲罐之表面。此特徵係有利的，因為當剪切帽蓋550包含具有驅動凸塊572之一端表面之一帽蓋主體554且界定凹部570之表面共用相同平面時，殘餘產品自剪切帽蓋550洩漏至驅動機構、蒸發器或機器之其他部分上的機會減少。參考圖37A至圖38B展示及描述此優點之實例。
帽蓋主體554包含進一步保護機器100不與儲罐之殘餘產品接觸之一美觀的密封裙板574。裙板574係在安裝於儲罐200上時沿著帽蓋主體554之一縱向方向延伸且覆蓋儲罐200之第一端204之一圓柱形表面。脊特徵566定位於裙板574之一內表面567上以按扣於儲罐之凸緣上方以用於保持及密封儲罐。在一些實例中，若儲罐之突部未由帽蓋550保持，則裙板574用作一輔助掣子。此減少一完全卸離之突部最終進入經施配之產品中的機會。
圖31A至圖31C係具有各種尺寸孔口之用於一儲罐之一剪切帽蓋之透視圖。圖31A係具有一方形星形孔口592之一剪切帽蓋590之一視圖，圖31B係具有一液滴形孔口596之一剪切帽蓋594之一視圖，且圖31C係具有三角形孔口599之一剪切帽蓋598之一視圖。一些剪切帽蓋包含其他孔口(例如，圓形、橢圓形、菱形、梯形、星形、五邊形等)。
圖32A至圖32E係用於一儲罐之一三件式剪切帽蓋600之透視圖。剪切帽蓋600包含一承滴盤602、一剪切插入件604及一帽蓋主體606 (底座密封裙板)。在一些實例中，承滴盤602及/或帽蓋主體606係塑膠(例如，注射模製塑膠)。在一些實例中，插入件604係金屬(例如，衝壓鋁、機械加工鋁或鑄鋁)。在一些實例中，插入件604係實質上平坦的且薄的。
插入件604如同插入件552一樣包含一斜坡表面608 (例如，一剪切表面)。插入件604可插入於帽蓋主體606內。承滴盤602包含一圓周密封件610，圓周密封件610滑動至帽蓋主體606中且將剪切帽蓋600密封(或實質上密封)至儲罐以在施配產品時及在施配之後產品已融化之後保持/捕獲殘餘產品之滴液。三件式剪切帽蓋600之一優點在於剪切斜坡608可使用一衝壓程序形成，此降低製造插入件604之成本。
在一些實例中，圓周密封件610係包覆模製至承滴盤602之一主體上。承滴盤602可自帽蓋主體606移除且可視需要更換。插入件604包含接合帽蓋主體606之一內凹部以將插入件604可釋放地固持至帽蓋主體606之一對按扣特徵612 (例如，如圖32D中所展示)。一些插入件包含如所展示之一對按扣特徵，或多於兩個(例如，圍繞插入件之圓周等距間隔之3個至10個按扣特徵)。
帽蓋主體606包含用以在施配期間及之後防止(或減少)產品自儲罐之橫向側洩漏之一圓柱形表面614。帽蓋主體606包含定位於帽蓋主體606之一內側上且與帽蓋主體606一體地形成之一密封/保持脊605。密封/保持脊605將帽蓋主體606密封至儲罐且按扣於儲罐200之第一端204處之凸緣上方以將帽蓋主體606固定至儲罐200上。
圖33A及圖33B係用於一儲罐之一替代兩件式剪切帽蓋630之透視圖。剪切帽蓋630包含一帽蓋主體632及一密封插入件634。帽蓋主體632包含用以容納密封插入件634之一大開口636。在一些實例中，密封插入件634係彈性的且由一彈性體(例如，橡膠、腈、聚矽氧等)製成。在一些實例中，密封插入件634係由塑膠(例如，聚丙烯)製成。插入件634較佳可僅藉由足夠力而自帽蓋主體632移除以降低窒息危險的風險。在一些實例中，插入件634黏合至帽蓋主體632或使用一干涉配合按扣至適當位置。
密封插入件634包含呈一星形孔口之形式之施配埠638。星形孔口界定供產品流出儲罐之一通路。雖然明確展示一星形孔口638，但一些剪切帽蓋包含其他孔口尺寸(例如，圓形、橢圓形、菱形、梯形、星形、五邊形等)。密封插入件634係將不同尺寸孔口與不同儲罐一起使用並在自機器100施配產品時防止產品自帽蓋主體632橫向噴射之一具成本效益的方式。此有助於避免其中在混合及/或施配期間殘餘產品接觸機器100之情況。
當密封插入件634附接至帽蓋主體632 (例如，如圖33A中所展示)並安裝於儲罐200之第一端204上時，密封插入件634抵靠儲罐200之一底座220緊密地密封並佔據剪切帽蓋630中之大開口636。此緊密密封係有利的，因為該密封在產品被施配時防止(或實質上防止)產品橫向噴射。
帽蓋主體632包含增加與機器100之一剪切機構之摩擦接合以使剪切帽蓋630相對於儲罐之底座旋轉以移除儲罐之突部之一滾花裙板639。雖然剪切帽蓋630包含一滾花裙板639，但其他剪切帽蓋包含一刻痕裙板或另外具有一粗糙表面光潔度以促進與一剪切機構之接合之一裙板。
圖34A至圖34C係用於一儲罐之一替代兩件式剪切帽蓋660之視圖。剪切帽蓋660實質上類似於剪切帽蓋550，惟以下差異除外。剪切帽蓋660包含具有一三埠孔隙668之一帽蓋主體662 (承滴盤)。帽蓋主體662包含一體地形成於帽蓋主體662上之三個等距間隔之柄腳664 (例如，間隔開近似120度)徑向延伸至孔隙668之中心且在一軸向方向上遠離儲罐偏置。柄腳664用作一安全特徵，其防止消費者將其手指戳過孔隙668且可能在圍繞儲罐之底座上之孔隙之鋒利邊緣上或與一旋轉混合攪棒或葉輪接觸時傷害自身。在一些情況下，使用少於三個或多於三個柄腳664。例如，一些剪切帽蓋包含兩個柄腳且一些剪切帽蓋包含四個柄腳。其他剪切帽蓋可包含多於四個柄腳(例如，五個柄腳、六個柄腳等)。柄腳664專門經定形狀以在產品自機器100施配時產生產品流之一特定圖案。
圖35係透過剪切帽蓋660自一機器692施配之產品690之一影像。機器692與機器100相同或實質上相似。機器692可操作以施配具有一特定紋理(或圖案)之產品690 (在此實例中，一冷凍甜點，諸如冰淇淋)，因為產品690穿過剪切帽蓋660之三埠孔隙668之三個柄腳664。在此實例中，三個柄腳664產生一三瓣紋理。在其他實例中，柄腳之其他變動產生其他紋理。例如，一五柄腳設計產生一五瓣紋理。產品690經施配至擱置於機器692之施配區域696中之一杯子694中。機器692之施配區域696類似於機器100之施配區域110。在機器692完成施配程序時，一使用者自機器692之一底座移除杯子694並使用一勺子食用產品690。
參考圖34A至圖34C，帽蓋主體662包含自一環形表面672突出之四個驅動凸塊670。雖然剪切帽蓋550包含含有與凹部570共用表面573之一端表面之驅動凸塊572，但剪切帽蓋660不具有此性質。代替性地，驅動凸塊670突出小於最遠表面672之一距離。仍實現減少產品自剪切帽蓋660逸出至驅動機構及/或機器100之其他部分上的機會之優點，因為當儲罐安裝至機器100中時，基本上不存在使殘餘產品自界定三瓣孔隙668之凹部674逸出之空間。雖然帽蓋主體662包含驅動凸塊670，但一些帽蓋包含複數個軸向延伸突部及凹部，如圖39A至圖39C中所展示之帽蓋總成760或圖42A至圖42E中所展示之帽蓋總成430。帽蓋550之一些版本具有包含共用表面使得驅動凸塊670突出等於最遠表面之一距離之一端表面之驅動凸塊。
圖34C係剪切帽蓋660之一截面透視圖。剪切帽蓋660包含實質上類似於插入件552之一插入件676。帽蓋主體662之裙板678與插入件676之間的一環形空間界定一徑向迷宮式通道680。徑向迷宮式通道680防止產品逸出至儲罐之側壁。帽蓋主體662包含與帽蓋550之凹部562實質上相同之一凹部682 (例如，一承滴盤或貯槽)。凹部682與迷宮式通道680一起協助在產品自機器100施配時減少產品自剪切帽蓋660之內部逸出。此改良施配程序之清潔度且亦減少產品污染機器100之零件的機會。
圖36A及圖36B係一原型兩件式剪切帽蓋700之影像。剪切帽蓋700實質上類似於剪切帽蓋660。剪切帽蓋700包含由塑膠製成且使用一3D印表機列印之一帽蓋主體702 (或承滴盤)。剪切帽蓋700包含由鋁金屬製成且使用一CNC機器機械加工之一插入件704。一直尺706描繪了剪切帽蓋700之實體尺寸。例如，剪切帽蓋700直徑約2英吋(5.08 cm)。
圖37A及圖37B係一儲罐722之透視圖，其中一剪切帽蓋720安裝於儲罐722之一端上。剪切帽蓋720與剪切帽蓋350實質上相同且儲罐722與儲罐200實質上相同。圖37A及圖37B表示在產品已自儲罐722施配且儲罐722已自機器100移除之後的一狀態。例如，殘餘產品724可能自剪切帽蓋720逸出。在一些情況下，產品724到達驅動凸塊728之間的一凹入表面726。在一些情況下，產品724超出此凹入表面726且到達剪切帽蓋720之裙板之外側。當此情況發生時，產品724可污染剪切機構及/或機器之其他零件，此係不期望的。
圖38A及圖38B係安裝有剪切帽蓋740之一儲罐742之透視圖。剪切帽蓋740與剪切帽蓋660及700實質上相同且儲罐742與儲罐200實質上相同。當產品自機器100施配時，更少產品744自剪切帽蓋740逸出(例如，相較於剪切帽蓋720)。圖38A及圖38B表示在產品744已自儲罐742施配且儲罐742已自機器100移除之後的一狀態。至少部分歸因於產品被限制於剪切帽蓋740之凹部746，更少產品744自剪切帽蓋740逸出。另外，具有一徑向迷宮式通道(例如，通道680)及一承滴貯槽(例如，凹部682)有助於減少產品744自剪切帽蓋740之內部逸出的機會。
圖39A至圖39D係用於一儲罐之一三件式包覆模製之剪切帽蓋760之透視圖。剪切帽蓋760包含一帽蓋主體762 (或承滴盤或剪切盤)、用帽蓋主體762包覆模製之一插入件764及定位於剪切盤之一凹部768內且至少部分覆蓋插入件764之一罩蓋766。罩蓋766具有接觸凹部768之內表面以將罩蓋766同心地定位於帽蓋主體762內之一壁770。
插入件764包含一第一孔隙772及一第二孔隙774，且第一孔隙772包含用以接合儲罐之突部之斜坡特徵784。一或多個柄腳776係一體地形成於插入件764上，而非柄腳在帽蓋主體上。剪切帽蓋760包含經徑向向內引導且圍繞第二孔隙774之圓周等距間隔之三個柄腳。第二孔隙774係用作一施配埠774且自插入件764之中心徑向偏移。由於插入件764相對於儲罐旋轉，因此當機器100使帽蓋760相對於儲罐之底座旋轉時，施配埠774圍繞帽蓋760圓周地移動。施配埠774移動至其與底座之開口軸向對準之一位置。
插入件764係在圍繞插入件764之圓周之一或多個位置處用帽蓋主體762包覆模製。插入件764包含用帽蓋主體762包覆模製以將插入件764旋轉地耦合至帽蓋主體762之一或多個嵌合特徵778。嵌合特徵778包含徑向向外延伸且相對於插入件764之平面成角度之突部。
罩蓋766包含用以自機器施配食物或飲料期間及之後捕獲滴落產品(例如，融化之食物或飲料)之一承滴貯槽780 (承滴盤)。在一些情況下，在其中突部無意地脫離與斜坡特徵784之接合的情況下，承滴貯槽780充當一背托以保持儲罐之突部。通常，突部係由斜坡特徵784保持且在其自儲罐剪切掉之後未釋放，因此其不會落入所施配之產品中。承滴貯槽780係經定大小以完全覆蓋第一孔隙772之一擴大凹入區域，因此一旦突部已自儲罐剪切掉，幾乎不存在殘餘產品滲透至罩蓋766之外的風險。
罩蓋766包含用以在帽蓋760安裝於儲罐200之第一端204處之凸緣上時協助儲罐之突部相對於帽蓋760定位之對準特徵782A、782B。此有助於在機器100在施配程序期間開始使帽蓋760旋轉以剪切突部之前，確保儲罐之突部相對於插入件764之斜坡特徵784處於正確位置。對準特徵782A、782B係自承滴貯槽780之一底表面朝向儲罐延伸之軸向延伸突部。當帽蓋760安裝於具有一突部之一儲罐上時，該突部將定位於兩個對準特徵782A、782B之間的圓圈區域788內。對準特徵782A確保突部朝向斜坡784足夠遠以接合斜坡784且不滑出。對準特徵782B保持突部朝向斜坡784行進太遠。對準特徵782B係可折曲的，使得其在組裝時提供一「軟」止擋，但將在剪切程序期間不合常規地折曲。
在一些實例中，帽蓋主體762及罩蓋766係由塑膠(聚丙烯)形成。在一些實例中，插入件764係由金屬(例如，鋁)形成。一些帽蓋使用一可移除插入件代替一包覆模製之插入件以促進插入件更容易自帽蓋主體移除，因此插入件可被回收再利用。在一些實例中，可移除插入件係使用按扣配合特徵、一旋入設計(例如，一或多個螺紋)及/或銷/樁安裝。一些帽蓋使用一鋁主體762，使得主體762及插入件764可容易地一起回收再利用，而無需將其等分開。一些帽蓋進一步使用一鋁罩蓋766，使得鋁帽蓋主體762、鋁插入件764及鋁罩蓋766可一起回收再利用，而無需將其等分開。
圖40A至圖40C係一原型剪切帽蓋800之透視圖，原型剪切帽蓋800係類似於剪切帽蓋660，但柄腳特徵664形成於安置於帽蓋之內側上之一插入件上。帽蓋800包含一帽蓋主體802 (或承滴盤或剪切盤)、旋轉地耦合至帽蓋主體802之一第一插入件804及定位於帽蓋主體802之一凹部806及第一插入件804中之一開口內之一第二插入件808。圖30C展示透過帽蓋主體802中之一開口812可見之第二插入件808。第二插入件808包含延伸至斜坡表面814之區域中之一突部止擋810。突部止擋810確保儲罐之突部(例如，儲罐200之突部222)朝向斜坡814足夠遠以用於接合且不滑出。以此方式，突部止擋810起到與帽蓋760之對準特徵782A相同之功能及目的。
圖41A至圖41C係一原型剪切帽蓋815之透視圖，原型剪切帽蓋815係類似於三件式包覆模製之剪切帽蓋760，但包含接合儲罐之突部之一不同斜坡表面。帽蓋815包含一帽蓋主體816 (或承滴盤或剪切盤)、經由包覆模製旋轉地耦合至帽蓋主體816之一第一插入件818及定位於帽蓋主體816之一凹部819內之一第二插入件820。如圖41A中所展示，斜坡特徵在側822A處與插入件818之平面重合且在側822B處在遠離儲罐之方向上(若帽蓋插入於儲罐上)逐漸延伸出插入件818之平面。圖41B展示與圖41A相對之視圖。如圖41B中所展示，斜坡特徵之側822B在頁面外之方向上突出(例如，朝向觀看頁面上之圖41B之一觀看者)。在一些情況下，如圖41A及圖41B中所展示，具有從插入件818之平面突出之斜坡特徵之帽蓋比不具有此一特徵之帽蓋更可靠地剪切掉儲罐之突部。
圖42A至圖42E係一原型帽蓋總成430之透視圖。帽蓋總成430包含一剪切帽蓋432及一剪切驅動插入件434。一突部436 (其已自一儲罐之一底座卸離)經展示為與插入件434之剪切斜坡438接合。插入件434包含定位於插入件434之中心之一凹坑440。凹坑440之一端表面接觸儲罐之底座並在插入件434旋轉時在儲罐之底座上提供一向下力。此力防止儲罐之底座與突部436一起提起。此容許圍繞突部436之一弱化之刻痕線442更有效地斷裂。凹坑440緊鄰弱化之刻痕線442向下推動於底座上以增加弱化之刻痕線442處之剪切應力。雖然插入件434包含一個凹坑440，但一些插入件包含多於一個凹坑(例如，2個至10個凹坑)。
圖43A至圖43D展示作為機器100之部分之一帽蓋剪切系統830。帽蓋剪切系統830係機器100之一機器-儲罐介面及施配系統之部分。在圖43A中所展示之位置中，儲罐200插入至機器100中且與帽蓋剪切系統830接觸。蒸發器154圍繞儲罐200 (例如，如圖10A中所展示)但為清楚起見未展示。儲罐200包含如參考圖2所描述之一混合攪棒250及一驅動頭252。
剪切帽蓋350安裝於儲罐200之第一端上且與帽蓋剪切系統830接合。在此實例中，當儲罐200在圖43A中所展示之位置中插入至機器100中時，剪切帽蓋350之驅動凸塊被接納於帽蓋剪切系統830之一環形部件832 (鉚釘剪切輪轂)之凹部840中。剪切帽蓋350之驅動凸塊與環境部件832之間的接合將剪切帽蓋350旋轉地耦合至機器100。
圖43B展示其中未將一儲罐插入至機器100中之帽蓋剪切系統830。三個虹膜指狀物834 (棘爪)圍繞環形部件832之圓周徑向定位且藉由樞軸銷及軸承相對於環形部件832定位。樞軸銷及軸承產生一槓桿臂836。虹膜指狀物之與槓桿836相對之端部係經由連桿連接至一正齒輪838，從而產生一運動連桿組。在正齒輪838旋轉時，連桿之對應運動引起虹膜指狀物834朝向環形部件832之中心徑向向內旋轉，從而在虹膜指狀物834與剪切帽蓋350接觸時在剪切帽蓋350上產生一扭轉力。正齒輪838具有相對於環形部件832之一旋轉自由度，此容許其自由地旋轉一固定距離以允許虹膜指狀物834致動及接合剪切帽蓋。
儲罐200之主體經夾緊於蒸發器154中(例如，藉由蒸發器154在其關閉時施加之一壓縮擠壓力)。一剪切馬達842旋轉地耦合至環形部件832以引起其旋轉。由帽蓋剪切系統830施加之扭轉力引起剪切帽蓋350相對於儲罐200之主體旋轉以將突部(例如，突部222)與儲罐200分離以露出用於施配經冷卻食物或飲料之一孔隙。
環形部件832安裝於允許在逆時針旋轉方向上之移動自由但禁止環形部件832在順時針旋轉方向上之移動之一單向離合器機構中。當正齒輪838藉由剪切馬達842在順時針方向上旋轉時，環形部件832相對於正齒輪838保持靜止。在正齒輪838旋轉時，連桿拉動虹膜指狀物834打開以釋放在剪切帽蓋上之夾持，因此可自機器移除空的儲罐。虹膜指狀物834包含接觸剪切帽蓋350以增加剪切帽蓋350上之摩擦夾持之一橡膠插入件844。為清楚起見在圖43A及圖43D中未展示剪切馬達842。
一些環形部件具有接合剪切帽蓋之凹部而非接納剪切帽蓋之驅動凸塊之凹部之突部。例如，一些環形部件包含四個徑向向內延伸突部或軸向延伸突部。一些環形部件包含作為如參考圖45A至圖50B中所描述之一自就位系統之部分之突部。
圖44A至圖44E係用於機器100之一驅動機構860之平面視圖及透視圖。驅動機構860包含具有與一剪切帽蓋之驅動凸塊接合之四個驅動特徵862 (例如，徑向向內延伸突部)之一環形部件861。在此實例中，儲罐200包含剪切帽蓋350，但其他剪切帽蓋可與驅動機構860一起使用。
圖44A係具有剪切帽蓋350之驅動機構860之等角仰視圖，其中剪切帽蓋350在驅動機構860內之適當位置中。圖44B係驅動機構860之一等角俯視圖。圖44C係驅動機構860之一等角仰視圖。圖44D係驅動機構860之一俯視圖，其展示處於適當位置之一剪切帽蓋350。圖44E係與圖44A中所展示相同之視圖，惟未展示一剪切帽蓋除外。
驅動機構860包含定位於環形部件861之一內徑表面上之驅動特徵862，驅動特徵862旋轉地接合帽蓋350之對應驅動凸塊356 (或例如帽蓋760之凹部之壁)。在此實例中，驅動機構860包含接合各自數目個驅動凸塊356之四個等距間隔之驅動特徵862。四個驅動特徵862之各者跨越圍繞環形部件861之圓周之一小(例如，小於20度)部分以減少驅動凸塊356直接著陸於驅動特徵862之頂部上的機會。其他驅動機構包含多於四個驅動特徵(例如，5個至10個)且其他驅動機構包含少於四個驅動特徵(例如，1個至3個)。
在一使用者將具有一剪切帽蓋之一儲罐插入至機器100中時，該儲罐滑動通過蒸發器154之開口，其中儲罐之側壁與蒸發器154之側壁之間具有一第一摩擦量。在一些實例中，此第一摩擦量係由儲罐之側壁與蒸發器154之側壁之緊密接近度引起。在一些實例中，此緊密接近度係在0.01”與0.035”之間的一間隙。在一些實例中，此緊密接近度係在0.005”與0.05”之間的一間隙。
在使用者將儲罐插入至蒸發器之開口中之後，機器100控制剪切馬達866以引起驅動特徵862在一順時針方向864上旋轉(例如，經由一或多個齒輪)。由於儲罐之側壁與蒸發器之側壁摩擦地接合(例如，藉由第一摩擦量)，因此驅動特徵862相對於儲罐旋轉。在剪切馬達866使驅動凸塊356下方之驅動特徵862旋轉時，第一摩擦量足以限制儲罐之旋轉。例如，若一使用者插入儲罐使得驅動凸塊356直接著陸於驅動特徵862之頂部上，則機器100使剪切馬達866旋轉以在儲罐之主體靜止(或實質上靜止)的情況下使驅動特徵862圓周地旋轉遠離驅動凸塊356。一旦驅動特徵862旋轉遠離驅動凸塊356，儲罐便可藉由儲罐內之產品之重量，藉由機器之驅動軸件向下推動於儲罐上(例如，經由與混合攪棒之驅動頭之接合)或由使用者完全插入至機器100中。在完全插入之位置中，驅動凸塊356定位於與驅動特徵862相同之平面中。
在一些實例中，儲罐內部之產品之重量提供足以克服第一摩擦量並容許儲罐滑動通過蒸發器之開口而無需由使用者按壓至機器100中之力。在一些實例中，使用者可將儲罐按壓至蒸發器之開口中以克服第一摩擦量並協助儲罐進入機器100中。在一些實例中，使用者必須將儲罐按壓至蒸發器之開口中以克服第一摩擦量。
在一些實例中，儲罐自動下降至完全插入之位置中(例如，在無使用者協助的情況下在儲罐內之產品之重量下)，且驅動凸塊356適當地定位於與驅動特徵862相同之平面中。在一些實例中，一使用者將儲罐插入至機器100中且即使驅動凸塊356直接著陸於驅動特徵862之頂部上，機器100仍控制驅動特徵862旋轉遠離驅動凸塊356且接著儲罐自動下降至完全插入之位置中。此程序容許使用者以任何角定向將儲罐插入至機器之蒸發器中(例如，無關於剪切帽蓋驅動凸塊356或帽蓋760之凹部之壁是否在相對於驅動特徵862之正確就位位置中)且無需額外使用者干預。在一些情況下，在驅動凸塊356與驅動特徵862之間實質缺乏摩擦可有利於確保儲罐在此程序期間不相對於蒸發器154旋轉。
一旦儲罐已完全插入至機器100中，機器100就繼續控制剪切馬達866以引起驅動特徵862在順時針方向864上旋轉(例如，使用帽蓋剪切系統830)。此旋轉引起驅動特徵862相對於儲罐之主體之進一步旋轉，使得驅動特徵862接合驅動凸塊356。在一些實例中，此旋轉量係四分之一圈、半圈及/或一整圈。在一些實例中，此旋轉量可高達一整圈，例如，在0度與360度之間。此旋轉引起驅動凸塊356之各者變得與對應驅動特徵862圓周地接合(例如，在圖44A中所展示之位置中)。在一些實例中，即使在驅動凸塊356與對應驅動特徵862圓周地接合之後，此旋轉仍繼續。在此情況下，剪切帽蓋350及儲罐之主體兩者皆相對於蒸發器旋轉且第一摩擦量係藉由剪切馬達866之旋轉克服。
在冷凍程序之前(及/或期間)，機器100控制蒸發器154夾緊於儲罐上。此夾緊改良儲罐與蒸發器之間的導熱率且將儲罐與蒸發器之間的摩擦量自第一量增加至一第二增加之量。雖然第一摩擦量仍容許機器100使儲罐在蒸發器內旋轉(如在前一段落中所描述)，但增加之摩擦量足以防止在用以自儲罐之底座移除突部以形成用以施配經冷卻食物或飲料之一孔隙之突部剪切程序期間儲罐相對於蒸發器154旋轉。
機器100在施配期間執行突部剪切程序。特定言之，機器100控制剪切馬達866以使驅動特徵862進一步旋轉。此進一步旋轉引起剪切帽蓋350相對於儲罐之主體旋轉，因為儲罐之主體係藉由第二摩擦量旋轉地限制於蒸發器內。剪切帽蓋350相對於儲罐之此旋轉引起儲罐之突部沿著剪切帽蓋350之斜坡剪切特徵跨坐。此動作用於自儲罐之底座切斷突部且敞開用於自儲罐施配產品之一孔隙。
剪切馬達866可施加高達1,000 ozf-英吋之扭矩以提升及剪切掉儲罐之突部。在一些機器中，剪切馬達866在突部剪切程序期間減速，且接著在施配程序期間加速。在此情況下，有利的是，在混合、剪切及施配循環內使驅動軸件旋轉而不停止或反轉，以便減少剪切馬達866失速的可能性。
一些儲罐具有包含可藉由機器接合及釋放之一儲罐頂部之一施配機構。當製冷循環完成時，機器之一臂接合並提起儲罐之一突片，從而按壓並刺穿底座且在底座中產生一孔隙。冰鎮或冷凍之產品係透過該孔隙施配。底座之經刺穿表面保持鉸接至底座且在施配期間保持於儲罐內部。混合避免或在經刺穿表面上方旋轉，使得混合攪棒繼續旋轉而不受阻礙。在一些儲罐頂部上，機器之臂將經刺穿表面與底座分離。
圖45A至圖45C係具有附接至儲罐200之一端之一自就位帽蓋900之一儲罐200之視圖。自就位帽蓋900包含一主體902，主體902具有圍繞主體902圓周地配置之複數個凹部904。帽蓋900係實質上類似於帽蓋760。
圖46A及圖46B係用於機器100之具有驅動特徵914 (例如，導引銷)之一環形部件912之視圖，驅動特徵914被接納於自就位帽蓋900之凹部904內以將儲罐200就位於機器100內且將自就位帽蓋900旋轉地耦合至機器100。在一些實例中，自就位帽蓋設計顯著減少在帽蓋之驅動凸塊之頂表面905小心翼翼地定位於環形部件912之驅動特徵914上的情況下插入儲罐200的機會。亦減少需要一使用者干預以將儲罐200完全就位於機器100內的機會。
帽蓋900在儲罐200之底座220之至少部分上方延伸且可相對於底座220旋轉。帽蓋900具有界定複數個凹部904的複數個軸向延伸突部906。帽蓋900包含一圓周延伸壁918。在一些實例中，軸向延伸突部906亦係藉由自圓周延伸壁918徑向向外延伸之複數個徑向延伸壁906界定。圓周延伸壁918及複數個徑向延伸壁906進一步界定自就位帽蓋900之複數個凹部904。
軸向延伸突部906具有沿著儲罐200之一軸向方向改變之一厚度。軸向延伸突部906具有面向帽蓋900之複數個凹部904中的彎曲表面908。歸因於軸向延伸突部906之一或多個倒圓或斜切表面，軸向延伸突部906具有沿著一圓周方向改變之一高度(沿著軸向方向)。當在一徑向方向上投影時，軸向延伸突部906係藉由倒圓或斜切側壁特性化。軸向延伸突部906之高度沿著一徑向方向改變。例如，軸向延伸突部906之頂表面905 (「突部」)呈錐形，使得高度朝向儲罐200之中心更大且在向外徑向方向上減小。
軸向延伸突部906之頂表面905之厚度小於軸向延伸突部906之各自頂表面905之間的間距。凹部904之一軸向投影之表面積大於軸向延伸突部906之一軸向投影之表面積。各軸向延伸突部906在一徑向方向上投影時具有實質上相同輪廓。每一各自軸向延伸突部906之間的間距實質上相同。帽蓋900之凹部904係實質上相同形狀及尺寸。
帽蓋900具有軸向延伸穿過帽蓋900之一孔隙915 (或開口)。開口915居中定位於帽蓋900上且在軸向延伸突部906之徑向向內定位。開口915係至少部分藉由圓周延伸壁918之一內部徑向表面界定。帽蓋900包含定位於開口915內且附接至帽蓋900之主體902之一插入件916。在一些實例中，插入件916與帽蓋760之插入件764實質上相同。在一些實例中，帽蓋900進一步包含帽蓋760之罩蓋766。儲罐200之底座220之突部222定位於其在插入件916之孔隙內之原始位置中。
在一些實例中，帽蓋900之主體902係由塑膠(例如，注射模製塑膠)形成且插入件916係由金屬(例如，鋁)形成。在其他實例中，主體902及插入件916皆由金屬(例如，鋁)形成。
圖47係具有充分就位於機器100中之帽蓋900之儲罐200之一截面視圖。當儲罐200被接納於機器100之凹部中時，環形部件912可相對於儲罐200之一縱軸旋轉。例如，環形部件912可經由帽蓋剪切系統830或驅動機構860旋轉。
環形部件912包含經定大小及經定形狀以在儲罐200被接納於機器100之蒸發器154之凹部中時插入至帽蓋900之凹部904之至少一子組中以將帽蓋900旋轉地耦合至環形部件912的複數個徑向延伸銷914。各徑向延伸銷914在一徑向向內方向上自環形部件912之一內圓柱形表面920延伸。各徑向延伸銷914具有至少一個成角度表面922。在一些實例中，各成角度表面922接觸軸向延伸突部906之至少一子組以在儲罐200被接納於機器100之蒸發器154之凹部中時引起帽蓋900相對於環形部件912旋轉。
環形部件912包含四個等距間隔之徑向延伸銷914。在一些實例中，其他環形部件包含多於四個銷(例如，5個至20個銷)。在一些情況下，其他環形部件包含少於四個銷(例如，2個或3個)。然而，四個銷914在能夠將扭矩均勻地傳輸至帽蓋與設計複雜性之間取得良好平衡。在一些情況下，減少銷之數目亦降低帽蓋可能位於銷之頂部上之可能性，使得帽蓋(及儲罐)無法自就位至適當位置。
圖48A至圖48C係與自就位系統一起使用之一原型機器100及一儲罐200之視圖。一些機器控制一馬達(例如，剪切馬達842或866)以使環形部件912旋轉以協助將徑向延伸銷914接納於帽蓋900之凹部904之至少子組內。例如，在不太有軸向延伸突部906之表面905小心翼翼地著陸於徑向延伸銷914之機會的情況下，機器100使環形部件912旋轉以引起凹部904與銷914對準，因此儲罐200可自動就位於機器100中(例如，在無額外使用者協助的情況下在儲罐之內容物之重量下)。在一些實例中，關於驅動機構860所描述之對準方法亦與自就位儲罐系統一起使用。
圖48B及圖48C係來自環形部件912之底部之視圖。在圖48B中，帽蓋900充分就位於機器100中。四個徑向延伸銷914被接納於帽蓋900之十六個凹部904之四個凹部904中。徑向延伸銷914係五邊形(例如，具有五側)。一些機器具有其他形狀之銷。例如，一些機器具有一三角形銷、一菱形銷、一正方形銷、橢圓形銷或圓柱形銷。銷914與環形部件912一體地形成且無法相對於環形部件912移動。
圖49係與自就位系統一起使用之一原型機器及儲罐之一透視圖。該機器包含具有圓柱形銷942而非五邊形銷914之一環形部件940。各圓柱形銷942可沿著圓柱形銷942之一各自縱軸旋轉。四個徑向延伸銷942係圍繞環形部件940之圓周實質上等距間隔。各徑向延伸銷具有至少一個彎曲表面。
圖50A及圖50B係一儲罐200之透視圖，其中一原型帽蓋950安裝於儲罐200之一端上。帽蓋950包含一帽蓋主體952 (剪切盤)、一插入件954 (剪切驅動器)及一罩蓋956。圖50A展示其中移除罩蓋956之帽蓋950，以展示儲罐200之突部222及接合突部222以移除突部222之孔隙之斜坡特徵958。圖50B展示安裝有罩蓋956之帽蓋950，以展示儲罐200之突部222及具有斜坡特徵958之孔隙被隱藏。罩蓋956具有與施配埠964對準之一孔隙962。
使用自就位系統之方法包含以下特徵之一或多者。一使用者將一儲罐200插入至機器100之一凹部中。在一些實例中，此凹部係由機器100之製冷系統之蒸發器154界定。在一些實例中，儲罐含有用於產生一單份之一經冷卻食物或飲料之原料。
儲罐包含附接至儲罐200之一底座且可相對於儲罐200之底座旋轉之一帽蓋900。在一些情況下，將儲罐200插入至機器100之凹部中引起機器之一環形部件912之複數個徑向延伸銷922接觸帽蓋900中之複數個凹部904之至少一子組，以將儲罐200就位至機器100中且將帽蓋900旋轉地耦合至環形部件912。在一些實例中，將儲罐200就位至機器100中係在無需使用者協助的情況下執行。在一些實例中，將儲罐200插入至機器100之凹部中包含將複數個徑向延伸銷914與帽蓋900的複數個軸向延伸突部906之頂表面905之至少一子組接觸。
在一些實例中，在將複數個徑向延伸銷914與複數個軸向延伸突部906之頂部905之至少子組接觸之後，機器100在無需使用者協助的情況下使帽蓋900相對於環形部件912旋轉。在一些實例中，將儲罐200插入至機器100之凹部中包含將帽蓋900之複數個凹部904之子組之底表面907與複數個徑向延伸銷914接觸。在一些實例中，在將複數個徑向延伸銷914與複數個軸向延伸突部906之頂部905之至少子組接觸之後，複數個軸向延伸突部906之頂部905之輪廓及/或儲罐內之產品之重量引起帽蓋900之複數個凹部904之子組之底表面907接觸複數個徑向延伸銷914。
一些機器使帽蓋900之一插入件916相對於儲罐200之一底座旋轉以形成或暴露儲罐200之底座中之一開口。在一些實例中，使帽蓋900之插入件916相對於儲罐200之底座旋轉包含使插入件916之一施配埠927相對於儲罐200之底座移動。例如，機器控制剪切馬達以使旋轉插入件916之帽蓋900相對於儲罐200之底座旋轉。一些機器透過儲罐200之底座之開口及帽蓋900之插入件916之施配埠927施配所產生之單份之經冷卻食物或飲料。
圖51A至圖51C係用於一儲罐200之一混合攪棒1000之透視圖。混合攪棒1000同心地定位於儲罐200內(儲罐在圖41A至圖51C中未展示)。混合攪棒1000經模製或以其他方式形成為具有沙漏形開口1002之一結構。
在一些實例中，沙漏形圖案容許/促進衝壓混合攪棒1000之幾何結構而不使混合攪棒之主體屈曲。在一些實例中，混合攪棒1000係在一循序衝壓操作中形成。混合攪棒1000經形成使得螺旋形結構具有一恆定節距。在一些實例中，恆定節距在40度/英吋與60度/英吋之間(例如，52度/英吋)。一些混合攪棒具有不同節距。混合攪棒1000經衝壓具有沙漏形切口開口1002。沙漏形切口1002提供剛度且防止結構在衝壓期間屈曲。一些混合攪棒具有不同數目及空間分佈之切口1002。此等攪棒亦可經形成具有不同形狀之切口，例如，如同在2019年7月1日申請之美國專利申請案第16/459,322號(代理人檔案號碼47354-0010001)及2020年3月19日申請之美國專利申請案第16/824,616號(代理人檔案號碼47354-0036001)中描述之混合攪棒，該兩案之全文以引用的方式併入本文中。在一些情況下，為了剛度而添加側肋1004。
混合攪棒1000附接至一驅動頭1006，驅動頭1006包含用於接納機器之一驅動軸件且將機器之一驅動馬達旋轉地耦合至混合攪棒1000之一有鍵母容槽1008。藉由在一混合攪棒1000之端部上折曲金屬板，經由兩個軸向延伸突片1010將混合攪棒1000附接至驅動頭1006。突片1010與混合攪棒1000之主體一體地形成且係可折曲的。在一些情況下，驅動頭1006與混合攪棒1000一體地形成，即，一體構造。
圖51C係未附接驅動頭1006之混合攪棒1000之一俯視圖，其展示混合攪棒1000之截面1012。截面1012垂直於混合攪棒1000之一縱軸且具有至少一個彎曲、非線性或成角度區段。具有至少一個彎曲、非線性或成角度區段之混合攪棒提供優於不包含至少一個彎曲、非線性或成角度區段之一混合攪棒之多個優點。在一些實例中，在混合攪棒1000在儲罐內旋轉時，由一彎曲、非線性或成角度區段提供之彈性容許混合攪棒維持與儲罐之側壁之內表面直接接觸。此改良在機器100產生冷凍甜點時原料之混合。在一些實例中，截面具有一更大折曲、扭轉及撓曲硬度，其減少混合循環期間混合攪棒1000之撓曲。例如，在原料冷卻時，其等變得更具黏性。此增加之黏度結合混合攪棒之高旋轉速率(例如，超過200 RPM)可在混合攪棒上引起顯著力及應力。混合攪棒之外邊緣尤其承受高應力之衝擊，其中混合攪棒之線性速度最大。具有至少一個彎曲、非線性或成角度區段之一截面提供增加之硬度以抵消此效應並減少混合攪棒之外邊緣處之偏轉。
圖52A至圖52C係具有圓形切口1032、用於接合一驅動頭之一圓形區域1034及具有一非線性形狀之一截面1036之一混合攪棒1030之透視圖。混合攪棒1030係實質上類似於圖2中所展示之混合攪棒250。截面1036係垂直於混合攪棒1030之一縱軸取得。截面1036之至少一部分係彎曲、非線性、成角度、波狀、週期性及/或起伏狀的。特定言之，截面1036界定跨越整個截面1036 (例如，自一第一端1042A至一相對第二端1042B)之一「S」形狀。在一些實例中，「S」形意謂在截面之一中平面自第一端1042A橫越至第二端1042B時，該中平面透過一「S」圖案旋轉。在一些實例中，「S」形之一部分係一「C」形。例如，區域1038A及1038B皆為「C」形。混合攪棒1030展現圍繞縱軸之循環對稱性。
截面1036包含各與混合攪棒1030之縱軸近似等距間隔之一對凸特徵1038A、1038B。凸特徵1038相對於混合攪棒1030之一旋轉方向1040係凸的。旋轉方向1040係用於混合安置於儲罐之內部之原料以產生單份之經冷卻食物或飲料之特定旋轉方向。凸特徵1038A、1038B跨越混合攪棒之絕大部分截面(例如，大於截面之整個跨度之50%)。凸特徵1038A、1038B係呈「C」形。截面1036之端部1042A、1042B係凸特徵1038A、1038B之端部且接觸儲罐之內表面(儲罐側壁之內表面係藉由圓圈1064示意性地展示)。
混合攪棒1030包含沿著一儲罐之底座(例如，儲罐200之底座220)之內側表面跨坐之兩個垂直表面(或「蹄片」) 1033。垂直表面1033如同犁一樣起作用以舀取定位於儲罐200之底座220上之原料(例如，游離的、黏住的或冷凍原料)以輔助產生一均勻的單份之一經冷卻食物或飲料。參考圖56A及圖56B描述關於垂直表面1033之進一步細節。
圖53A至圖53E係具有淚滴大小之切口1072、用於接合一驅動頭之一帶凸緣區域1074及具有一非線性形狀之一截面1076之一混合攪棒1070之透視圖。混合攪棒1070之相異形狀不同於混合攪棒1030。在測試期間，相較於混合攪棒1030，混合攪棒1070導致冷凍時間減少20秒至30秒。此冷凍時間減少係歸因於混合攪棒1070在行進方向上具有一凹形狀1082A、1082B，而非如關於混合攪棒1030所描述之一凸形狀。混合攪棒1030之凸形狀容許混合攪棒1030向後撓曲且不對儲罐之側壁施加同樣大的壓力。混合攪棒1070之凹形狀保持混合攪棒1030之邊緣1080A、1080B向上壓抵於儲罐之側壁並容許混合攪棒1070「舀取」儲罐內之原料。
混合攪棒1070包含儲罐側壁處之一彎曲邊緣輪廓1078 (儲罐側壁之內表面係藉由圓圈1081示意性地表示)以提供與儲罐之內表面之一更大接觸面積。與不具有一彎曲邊緣輪廓1078之混合攪棒設計相比，彎曲邊緣輪廓1078容許自儲罐側壁刮除/移除更多冰。彎曲邊緣輪廓1078容許混合攪棒1070與各種儲罐幾何結構(例如，直徑變動、形狀變動等)一起使用。
混合攪棒1070同心地安置於儲罐之內部，使得儲罐之主體之縱軸與混合攪棒1070之縱軸重合。截面1076係垂直於混合攪棒1070之一縱軸取得。如同混合攪棒1030一樣，截面1076之至少一部分係彎曲、非線性、波狀、週期性及/或起伏狀的。特定言之，截面1076界定跨越整個截面1076 (例如，自一第一端1080A至一相對第二端1080B)之一「S」形狀。在一些實例中，「S」形之一部分係一「C」形。例如，區域1082A及1082B皆為「C」形(或「勺形」)。混合攪棒1070展現圍繞縱軸之循環對稱性。
截面1076包含各與混合攪棒1070之縱軸近似等距間隔之一對凹特徵1082A、1082B。凹特徵1082A、1082B相對於混合攪棒1070之一旋轉方向1084係凹的，旋轉方向1084用於混合原料以產生一份經冷卻食物或飲料。例如，機器使混合攪棒1070在旋轉方向1084上旋轉以混合原料，同時冷卻儲罐以產生經冷卻食物或飲料。凹特徵1082A、1082B跨越混合攪棒1076之絕大部分長度。
凹(或凸)特徵之一半徑與厚度比係由以下表達式定義： 其中N係半徑與厚度比；r係凹特徵1082A、1082B (或混合攪棒1030之凸特徵1038A、1038B)之半徑；且t係截面1076之厚度。一些混合攪棒具有在0.6英吋與1.2英吋之間的一半徑r，一些具有在0.8英吋與1.0英吋之間的一半徑r，且一些具有0.90英吋之一半徑r。一些混合攪棒具有在0.1英吋與0.4英吋之間的一厚度t，一些混合攪棒具有在0.1英吋與0.3英吋之間的一厚度t，且一些混合攪棒具有0.16英吋或0.22英吋之一厚度t。
一些混合攪棒具有在1與10之間的一半徑與厚度N值，一些具有在3與6之間的一半徑與厚度N值，且一些具有4.09或5.26之一半徑與厚度N值。例如，在具有0.22之一厚度之情況下，混合攪棒1070具有擁有4.09之一半徑與厚度N值之凹特徵1082A、1082B。在具有0.16之一厚度之情況下，一類似混合攪棒將具有擁有5.26之一半徑與厚度N值之凹特徵。
截面1076具有相對於凹特徵1082A、1082B在一相反方向上彎曲之兩個徑向端部分1090 (在圖53D中所展示)。第一端1080A具有相對於凹特徵1082A在一相反方向上彎曲之一徑向端部分1090，且第二端1080B具有相對於凹特徵1082B在一相反方向上彎曲之一徑向端部分1090。兩個徑向端部分1090在儲罐內之混合攪棒1070之一或多個旋轉位置處接觸儲罐之主體之側壁。例如，在混合攪棒1070相對於儲罐之側壁迴轉360度時，兩個徑向端部分1090連續接觸儲罐之主體之側壁。兩個徑向端部分1090之各者之至少一部分在儲罐內之混合攪棒之一或多個旋轉位置處切向於儲罐之側壁之內表面。例如，至少部分1092在儲罐內之混合攪棒1070之所有旋轉位置處切向於儲罐之側壁。
混合攪棒1070具有穿過其之一或多個窗口1072。混合攪棒1070具有水平(沿著截面1076之平面徑向地或並排)配置之兩個窗口及垂直(沿著混合攪棒1070之軸)配置之複數個窗口1072。窗口1072具有圍繞混合攪棒1070之縱軸之鏡像對稱。窗口1072係淚滴形但亦可為其他形狀(例如，圓形、矩形等)。
混合攪棒1070係沿著混合攪棒1070之縱軸縱向呈螺旋形。一些混合攪棒具有在40度/英吋與60度/英吋之間的一恆定螺旋節距。一些混合攪棒具有52度/英吋之一恆定螺旋節距。一些混合攪棒具有隨著軸向位置改變之一變化節距。
混合攪棒1070及儲罐之側壁係由金屬合金(例如，鋁)形成。混合攪棒1070經塗佈(例如，靜電塗佈)。一些儲罐之側壁塗佈有一層塗層且混合攪棒1070經定大小以針對儲罐內之混合攪棒1070之一或多個旋轉位置接觸該層塗層。在一些實例中，該層塗層係一層PET層壓塗層。該層塗層經定大小使得塗層在儲罐之冷卻及混合循環期間不磨損。例如，測試已表明，圓形邊緣輪廓1090減少對儲罐之內側表面上之塗層之損壞，從而改良搪瓷評級(ER)。
機器100之驅動軸件122 (如圖6A至圖7B中所展示)下降至儲罐之驅動頭之一有鍵凹部中以將一混合馬達旋轉地耦合至混合攪棒1070。機器控制混合馬達以使混合攪棒1070在旋轉方向1084上自旋，使得混合攪棒1070之邊緣刮擦儲罐之一內表面以移除定位於儲罐之該內表面上的積聚之冷凍原料。機器控制混合馬達以使混合攪棒1070旋轉以迫使原料在儲罐之一軸向方向上並穿過混合攪棒1070之至少兩個窗口1072。機器控制混合馬達以使混合攪棒1070旋轉以在儲罐被打開之後迫使所產生之單份之經冷卻食物或飲料離開儲罐，作為施配程序之部分。
一些混合攪棒包含增加扭轉阻力之肋或其他特徵。一些混合攪棒展現高扭轉剛度(例如，大於15 ozf-in)及一高扭矩失效極限(例如，大於150 ozf-in)。一些混合攪棒具有一低表面粗糙度(例如，小於8 Ra微英吋至16 Ra微英吋)以防止產品黏附至混合攪棒並協助移除黏附至混合攪棒之產品。在混合攪棒具有在8 Ra微英吋至16 Ra微英吋之間的一表面粗糙度的情況下，此等機器排出儲罐中之至少85%冷凍甜點且通常95%。一些混合攪棒在混合攪棒之第二端處具有一凹部，以容許混合攪棒轉向混合攪棒之中心軸。在製造期間，混合攪棒在底部處之扭曲度可能非常大，為100°至150°，此對於可撕裂混合攪棒之材料之衝壓程序可為一問題。在混合攪棒之底部中心之一切割凹口(未展示)使能夠在不撕裂材料的情況下形成混合攪棒。
用於混合食物或飲料之一些裝置包含具有一縱向混合攪棒之一主體。一些主體具有沿著垂直於該主體之縱軸之一方向之一截面，其中該截面之至少一部分係呈S形。例如，混合攪棒1030及1070具有「S」形截面。一些主體具有穿過主體之截面之至少兩個窗口。例如，混合攪棒1030及1070具有複數個窗口1072。
一些主體經定大小及經定形狀，使得當在冷卻儲罐時裝置在儲罐內旋轉時：(i)裝置之邊緣刮擦儲罐之一內表面以移除定位於儲罐之該內表面上的積聚之冷凍原料；(ii)主體之S形部分迫使原料在儲罐中之一軸向方向上並穿過至少兩個窗口；及(iii)裝置在儲罐被打開之後迫使冷凍甜點離開儲罐。例如，混合攪棒1030及1070具有全部此等特徵。
圖53D展示混合攪棒1070之在徑向端處具有一更加明顯之「鉤」形之一經修改版本。混合攪棒1100在其他方面與混合攪棒1070相同。此「鉤」形係有利的，因為其歸因於一「類彈簧」行為而容許混合攪棒容納更大儲罐直徑變動。如圖53E中所展示，混合攪棒之徑向端延伸超出與儲罐之側壁之切點並朝向混合攪棒之縱軸向後彎曲。
圖54A及圖54B係實質上表示混合攪棒1070之一原型混合攪棒1120之透視圖。圖54A及圖54B展示混合攪棒1120之底部，即，若混合攪棒1120插入至一儲罐中則將鄰近於該儲罐之底座之端部。
一些混合攪棒係用聚合物包覆模製以自儲罐之內側刮出冷凍冰淇淋。在一些實例中，混合攪棒係藉由衝壓及/或折曲/扭轉形成之鋁攪棒。在一些實例中，混合攪棒經鑄造、鍛造或機械加工。混合攪棒之側、頂部及/或底部上之肋對混合攪棒之薄區域提供額外硬度。因為混合攪棒之薄區域在混合程序期間經受來自驅動頭之大扭矩，此額外硬度係重要的且減少鋁攪棒在此所施加扭矩下之變形。一些混合攪棒具有分別在混合攪棒之各邊緣上方模製(即，澆鑄及鑄造)於適當位置之邊緣模具。此程序通常被稱為「包覆模製」，且可產生具有多種材料之一零件。此包覆模製之邊緣可有助於刮擦儲罐之側壁之內表面。
在一些情況下，塑膠浸塗係用於塗佈混合攪棒以防止其等直接接觸一金屬蓋及/或儲罐壁並在該金屬蓋及/或儲罐壁上旋轉。在一些情況下，使用聚烯烴塗層。
圖55A展示具有一對凹口1152之一混合攪棒1150。凹口1152經定大小使得其等配裝於儲罐200之底座220之內側上之一唇緣1154上方。儘管展示於混合攪棒1150上，但其他混合攪棒亦可包含此等凹口。一旦混合攪棒軸向降低以接合唇緣1154 (例如，經由混合攪棒之驅動頭與儲罐200之一螺紋接合)，混合攪棒1150就沿著唇緣1154旋轉以協助保持混合攪棒1150同心定位於儲罐200內並協助對混合攪棒1150提供結構支撐。
圖55B及圖55C展示一混合攪棒1170，其實質上與混合攪棒1150相同，但凹口具有一略微不同的設計。凹口1172具有一彎曲輪廓及一半徑而非混合攪棒1150之硬邊緣及角度。
圖56A及圖56B係包含沿著一儲罐之底座(例如，儲罐200之底座220)之內側表面跨坐之兩個垂直表面(或「蹄片」) 1202之一混合攪棒1200的透視圖。混合攪棒1200係混合攪棒1030之一原型且包含混合攪棒1030之相同特徵。如上文所提及，垂直表面1202如同犁一樣起作用以舀取定位於儲罐200之底座220上之原料(例如，游離的、黏住的或冷凍原料)以協助產生一均勻的單份之一經冷卻食物或飲料。
例如，在機器100中，插入儲罐200使得儲罐200之第一端204面向下且原料歸因於重力而被迫抵靠儲罐200之底座220。在一混合循環期間，機器100使混合攪棒1200在由箭頭1205表示之方向上旋轉，使得垂直表面1202之前緣1204接觸儲罐200之底座220上之原料並將原料從底座220提起(例如，垂直地抵靠重力)以將原料分佈於儲罐內以產生一均勻混合物。
垂直表面1202與混合攪棒1200之主體一體地形成且垂直(或近似垂直)於混合攪棒1200之縱軸延伸。混合攪棒1200包含彼此在直徑方向上相對定位之兩個垂直表面1202。凹口1206在垂直表面1202之徑向向外定位。凹口1206實質上與參考圖55B及圖55C所描述之凹口1172相同。例如，凹口1206接合唇緣1154以在混合攪棒1200在儲罐200內四處迴轉時協助維持混合攪棒1200相對於儲罐200之側壁之同心性。
圖57A至圖57C係用以形成一嵌合驅動總成1260之一儲罐200之混合攪棒1250之平面視圖及透視圖。混合攪棒1250係透過一機械連接1264 (在圖57C中最佳所見)旋轉地耦合至嵌合驅動頭1252。連接1264較佳係一焊接連接，但可使用其他連接。在一些情況下，連接1264係藉由將嵌合驅動頭1252之一或多個凹槽1266接合至混合攪棒1250之互補的一或多個邊緣上而形成之一摩擦連接。在一些情況下，連接1264係藉由使嵌合驅動頭1252相對於混合攪棒1250旋轉90度而接合。在一些情況下，連接1264係在如圖57A至圖57C中所展示將嵌合驅動頭1252模製於混合攪棒1250上之組裝位置中時之製程期間形成。在一些情況下，連接1264經黏合(例如，膠合)。在一些情況下，機械耦合係用一緊固件(例如，一固定螺釘)製成。
實質上類似於密封部件1240之一密封部件1254黏合至儲罐，因此其無法移動。黏合密封部件1254可用膠水、鉚釘或將密封部件1254固持於適當位置中之任何程序執行。在一些情況下，使用一UV可固化膠水。密封部件1254經展示於儲罐200之外表面上，但在一些儲罐中，係在儲罐之內部上。在一些儲罐中，密封部件1254跨越儲罐200之內部至儲罐200之外部。
嵌合驅動頭1252之一圓柱形外表面上之外螺紋1256經組態以與密封部件1254之對應內螺紋1258可螺合地接合。在操作期間，機器100之驅動軸件122 (在圖57A至圖57C中未展示)下降至機器驅動頭1252之容槽1270中。容槽1270係有鍵的(在圖57B中最佳所見)，使得旋轉係在驅動軸件122之間且嵌合驅動頭1252經耦合。在驅動軸件122開始旋轉時，外螺紋1256開始自密封部件1254之內螺紋擰下。此引起嵌合驅動頭1252將其自身下降至儲罐200中。此下降運動引起混合攪棒1250亦下降至儲罐200中，但藉由使用嵌合驅動頭1252與密封部件1254之間的螺紋連接之一小螺紋節距，下降量較佳為小。一旦嵌合驅動頭1252之外螺紋1256下降超過密封部件1254之內螺紋1258之下邊緣，螺紋連接脫離且嵌合驅動頭1252 (及混合攪棒1250)可在儲罐200內自由地自旋且混合攪棒1250之底部下降至儲罐200之唇緣1253上。在操作期間之此時，混合攪棒1250可在機器100之混合馬達的控制下自旋。
若機器100之混合馬達之旋轉反向，則外螺紋1256與內螺紋1258之間的螺紋連接係可逆的。此容許機器重新密封儲罐200。
嵌合驅動頭1252亦包含一圓柱形區段1271，圓柱形區段1271經組態以在外螺紋1256與內螺紋1258之間的螺紋連接已脫離之後，將嵌合驅動頭1252及混合攪棒1250居中於儲罐200中。圓柱形區段1271之一外徑略微小於內螺紋1258之內徑，使得容許一旋轉間隙但將混合攪棒1250居中於儲罐200中亦係可能的。
嵌合驅動頭1252亦起作用以密封儲罐200。在嵌合驅動頭1252下降至圖57A中所展示之位置中之前，定位於一凹槽1262中之一O形環(在圖57A至圖57C中未展示)壓抵於儲罐200之內側圓頂以形成密封。此密封係由外螺紋1256與內螺紋1258之間的螺紋連接補充。此等密封有助於密封外部空氣，防止其進入儲罐200中，因此儲罐200可保持氣密密封，直至其準備用於機器100中。
圖58A及圖58B係處於其關閉位置中(圖68A)及其打開位置中(圖58B)之一嵌合驅動總成1300之截面視圖。圖58C係嵌合驅動總成1300之一透視圖。嵌合驅動總成1300係實質上類似於圖58A至圖58C中所見之嵌合驅動總成1260。然而，嵌合驅動總成1300包含對密封部件1254之功能性之補充，及嵌合驅動頭1252與密封部件1254之間的額外密封措施。
一鎖緊螺母1302黏合至儲罐200。鎖緊螺母1302包含用以在嵌合驅動頭1306自鎖緊螺母1302解開螺合時容許氮氣自儲罐200逸出之一或多個排氣孔1304。在嵌合驅動頭1252下降至儲罐200中時，經密封儲罐之壓力可引起氮氣及冰淇淋混合物在嵌合驅動頭1252與密封部件1254之間的螺紋連接之間排出且排出至機器組件上。鎖緊螺母1302之排氣孔1304容許沿著圖58B中所指示之路徑1308受控釋放初始壓力，遠離機器100之驅動軸件122。鎖緊螺母1302具有圍繞圓周之一單個排氣孔。一些鎖緊螺母具有多個排氣孔(例如，參見圖58D)。鎖緊螺母可使用一冷鐓製程序形成。
定位於一凹槽1310中之一O形環按壓於嵌合驅動頭1306與鎖緊螺母1302之間以形成密封。此密封補充排氣孔1304以協助防止氮氣及冰淇淋混合物透過嵌合驅動頭1252與密封部件1254之螺紋連接逸出儲罐200至驅動軸件122。在嵌合驅動頭1252下降至圖58B中所展示之位置中之前，一O形環1312壓抵於儲罐200之內側圓頂以形成密封。此密封係由嵌合驅動頭1306之外螺紋與鎖緊螺母1302之內螺紋之間的螺紋連接補充。此等密封有助於密封外部空氣，防止其進入儲罐200中，因此儲罐200可保持氣密密封，直至其準備用於機器100中。此等密封亦防止氮氣在密封軸件自螺母擰下之前逸出(且因此維持加壓)。
在一些機器中，藉由監測驅動軸件122之軸向位置變化以及驅動馬達116 (參見圖5A)之速度來實現驅動軸件122與驅動頭1306之容槽1307之對準及接合。為完成此接合，驅動軸件122軸向向下移動，而驅動馬達116在一低扭矩設定下以低速(例如，在最大值之1%至30%之間且較佳地在其最大值之5%至15%之間)旋轉。機器之機載控制器(或處理器)監測驅動馬達116之速度，直至速度在一設定時間量內(例如，在0.1秒至2.0秒之間且較佳地在0.5秒至1.0秒之間)達到零(或失速)，以指示驅動軸件122之驅動花鍵已與驅動頭252之容槽接合。一旦偵測到接合，馬達就短暫暫停，且接著驅動軸件122繼續緩慢地(例如，以最大速度之25%至50%)軸向向下移動，同時機器之機載控制器(或處理器)監測驅動軸件122隨時間之位置變化，直至位置在一設定時間量內(例如，在0.1秒至2.0秒之間且較佳地在0.5秒至1.0秒之間)保持不變，以指示驅動軸件122與驅動頭1306之容槽完全接合。在此程序期間，驅動馬達連續來回振盪(例如，在完整旋轉之+/- 5%至+/- 25%之間，或較佳地在完整旋轉之+/- 5%至+/- 10%之間)以確保驅動軸件112未變得不恰當地連結至驅動頭1306之容槽。在一些實例中，此程序確保驅動軸件122正確地就位至驅動頭1306之容槽中。
在實現驅動軸件122之完全接合之後，致動驅動馬達116以自儲罐200擰下驅動頭1306。驅動軸件122接著繼續緩慢地(例如，以最大速度之25%至50%)軸向向下移動，同時機器之機載控制器(或處理器)監測驅動軸件122隨時間之位置變化，直至位置在一設定時間量內(例如，在0.1秒至2.0秒之間且較佳地在0.5秒至1.0秒之間)保持不變，以指示驅動軸件122已將混合攪棒1309之底部推抵於儲罐200之底座220 (參見圖55A)。
在一些機器中，機載控制器(或處理器)藉由監測驅動軸件122與驅動頭1306之容槽1307之接合來判定是否存在(或不存在)一儲罐200。若機載控制器(或處理器)判定在驅動軸件122行進一預定或預校準運動範圍的一半之前或在已經過一特定時間量(例如，在2秒至10秒之間，或較佳地在4秒至6秒之間)之前尚未發生接合，則機載控制器(或處理器)判定機器中不存在儲罐且混合循環中止。若在驅動軸件122行進一預定或預校準運動範圍的四分之一或三分之一之前尚未發生接合，則一些機器中止混合循環。
圖59展示具有在圖58A至圖58D中描述之嵌合驅動頭1252及密封部件1254之一原型儲罐200。原型儲罐200進一步包含擴散來自排氣孔1304之氣體及液體噴霧之一發泡體結構1330，從而減少將液體弄到機器組件上的可能性。在一些情況下，發泡體1330放置於儲罐200外部。在一些情況下，發泡體放置於儲罐200內部。一些儲罐使用其他吸收性或多孔材料代替發泡體。替代性地或此外，可插入具有一迷宮式圖案之一結構以捕獲或降低氣體/液體噴霧之噴射壓力，且防止其進入機器組件中。在一些情況下，發泡體係一金屬發泡體(例如，鋁發泡體)。
機器100之電子控制器(或處理器)與驅動馬達116、柱塞馬達124、蒸發器馬達166及剪切馬達(例如，剪切馬達842或剪切馬達866)電子通信。處理器控制此等馬達之各者之操作。一些機器包含監測由此等馬達之各者之軸件提供之扭矩之扭矩感測器。一些機器包含用以監測滑動蓋102是否在閉合組態中之一蓋閉合感測器。機器之處理器與所有此等感測器及馬達通信。處理器亦電連接至使用者介面108。處理器經程式化以執行機器100之一或多個操作以自一穩定存放儲罐產生一單份之一經冷卻食物或飲料並在幾分鐘(例如，小於2分鐘或3分鐘)內將所產生之食物或飲料施配於一使用者之碗或錐形蛋卷筒中以供食用。
本發明中所描述之一些機器具有基於大多數現代廚房插座中所允許之最大電流汲取來選擇之一壓縮機。例如，大多數現代廚房插座為台面裝置提供120伏特及20安培服務且一些舊式廚房插座為台面裝置提供120伏特及15安培服務。一些機器使用可能的最有力壓縮機以實現可能的最低冷凍時間，同時避免電流汲取超過此等典型廚房插座所允許之最大電流汲取(例如，為避免電路跳閘)。本發明中所描述之一些機器包含容納在機器啟動時產生之任何電力突波之一內部臨時電力儲存器。此有助於避免自廚房插座汲取超過所允許之最大電流汲取之電流。
已描述許多系統及方法。然而，將理解，可在不偏離本發明之精神及範疇的情況下進行各種修改。例如，儘管蒸發器在使用期間通常被繪示為處於垂直定向中，但一些機器具有在使用期間水平定向或與重力成一定角度定向之蒸發器。因此，其他實施例係在以下發明申請專利範圍之範疇內。
100: 機器 102: 滑動蓋/滑動蓋總成/蓋子 104: 把手 106: 容槽 108: 觸控螢幕使用者介面 110: 施配區域 112: 圓柱形軌道 114: 外殼 116: 驅動馬達 118: 馬達軸件 120: 皮帶 122: 可軸向移動的驅動軸件 124: 柱塞馬達 126: 齒條及小齒輪 127: 滑輪 128: 鍵孔 130: QR掃描系統 132: 相機掃描器/掃描器 150: 機器 152: 樞轉蓋 154: 蒸發器 156: 第一部分 158: 第二部分 160: 活動鉸鏈 162: 間隙 164: 流體通道 166: 蒸發器馬達 168: 內表面 170: 容槽 172: 彈簧 174: 螺栓 178: 製冷系統 180: 冷凝器 182: 吸入管線熱交換器 184: 膨脹裝置 186: 壓縮機 188: 第一旁通管線 190: 第二旁通管線 192: 製冷系統 194: 製冷劑槽 200: 儲罐/原型儲罐 202: 主體 204: 第一端 206: 第二端 208: 側壁/錐形側壁 210: QR碼 212: 蓋子 214: 圓頂箔/箔 215: QR碼/代碼 220: 底座或蓋子 222: 可移除突部/突部 224: 弱化之刻痕線 226: 開口或孔隙 228: 頭部 230: 桿 232: 足部 250: 混合攪棒 252: 驅動頭 270: 示意圖 272: 箭頭 300: 筒夾式蒸發器 301: 琴式鉸鏈 302: 上部分 303: 彈性或可變形鉸鏈 304: 下部分 305: 筒夾 306: 螺旋形製冷劑通道 307: 環形斜坡表面 308: 螺紋 310: 膨脹/收縮部分 311: 蒸發器 312: 開口 313: 鑽夾頭 314: 軸向狹縫 315: 蒸發器 320: 冷凍循環 322: 蒸發器入口溫度 324: 蒸發器出口溫度 325: 壓縮機入口溫度 327: 冷凝器出口溫度 330: 標記 332: 標記 334: 第一部分 336: 第二部分 350: 帽蓋/剪切帽蓋 352: 第一孔隙 354: 第二孔隙 356: 驅動凸塊 358: 徑向延伸之向內唇緣 360: 斜坡 400: 緊箝突部設計 402: 突部/緊箝突部 404: 蓋子 405: 凸起表面 406: 箭頭 407: 凹部 408: 上唇緣 409: 弱化之刻痕線 410: 箭頭 420: 鉚接突部設計 422: 突部/鉚接突部 423: 弱化之刻痕線 424: 蓋子 425: 滑雪板型突部設計 426: 突部/滑雪板型突部 427: 弱化之刻痕線 428: 蓋子 429: 唇緣 430: 帽蓋總成/原型帽蓋總成 431A: 浮雕 431B: 浮雕 431C: 浮雕 432: 剪切帽蓋 434: 剪切驅動插入件/插入件 436: 突部 438: 剪切斜坡 440: 凹坑 442: 弱化之刻痕線 450: 圓頂形帽蓋總成 452: 底座 454: 中心區域 460: 剪切帽蓋 462: 主體 464: 圓頂形插入件 465: 圓頂形斜坡 468: 突部 470: 形成操作 472: 蓋子 474: 衝頭 476: 銷 478: 模具 479A: 工具 479B: 工具 480: 形成操作 482: 模具 484: 模具/上部模具 486: 下部工具 488: 銷 490: 衝頭 492: 上部工具 500: 掀開蓋設計 502: 表面 504: 蓋子 506: 凸起突部 508: 弱化之刻痕線 510: 小的無刻痕區域 512: 孔隙 520: 帽蓋 522: 耙面 524: 軸 526: 鋒利邊緣 528: 驅動凸塊 530: 掀開蓋設計/掀開蓋總成 532: 蓋子 534: 部分 536: 銷 538: 耙面 539: 箭頭 540: 突部/掀開突部 550: 兩件式剪切帽蓋/帽蓋 552: 剪切斜坡插入件/插入件 554: 主體/帽蓋主體 556: 寬口孔隙/第一孔隙 558: 斜坡表面 559: 第二孔隙 560: 嵌合特徵 561: 凹部 562: 凹部 564: 孔口 566: 脊特徵 567: 內表面 570: 凹部 572: 驅動凸塊 573: 表面 574: 美觀的密封裙板 590: 剪切帽蓋 592: 方形星形孔口 594: 剪切帽蓋 596: 液滴形孔口 598: 剪切帽蓋 599: 三角形孔口 600: 三件式剪切帽蓋 602: 承滴盤 604: 剪切插入件/插入件 605: 密封/保持脊 606: 帽蓋主體 608: 斜坡表面/剪切斜坡 610: 圓周密封件 612: 按扣特徵 614: 圓柱形表面 630: 兩件式剪切帽蓋/剪切帽蓋 632: 帽蓋主體 634: 密封插入件 636: 大開口 638: 施配埠/星形孔口 639: 滾花裙板 660: 兩件式剪切帽蓋/剪切帽蓋 662: 帽蓋主體 664: 等距間隔之柄腳/柄腳/柄腳特徵 668: 三埠孔隙/孔隙/三瓣孔隙 670: 驅動凸塊 672: 環形表面/最遠表面 674: 凹部 676: 插入件 678: 裙板 680: 徑向迷宮式通道 682: 凹部 690: 產品 692: 機器 694: 杯子 696: 施配區域 700: 原型兩件式剪切帽蓋/剪切帽蓋 702: 帽蓋主體 704: 插入件 706: 直尺 720: 剪切帽蓋 722: 儲罐 724: 殘餘產品 726: 凹入表面 728: 驅動凸塊 740: 剪切帽蓋 742: 儲罐 744: 產品 746: 凹部 760: 帽蓋總成/三件式包覆模製之剪切帽蓋/剪切帽蓋/帽蓋 762: 帽蓋主體/鋁主體/主體/鋁帽蓋主體 764: 插入件/鋁插入件 766: 罩蓋/鋁罩蓋 768: 凹部 770: 壁 772: 第一孔隙 774: 第二孔隙/施配埠 776: 柄腳 778: 嵌合特徵 780: 承滴貯槽 782A: 對準特徵 782B: 對準特徵 784: 斜坡特徵/斜坡 788: 圓圈區域 800: 原型剪切帽蓋/帽蓋 802: 帽蓋主體 804: 第一插入件 806: 凹部 808: 第二插入件 810: 突部止擋 812: 開口 814: 斜坡表面/斜坡 815: 原型剪切帽蓋/帽蓋 816: 帽蓋主體 818: 第一插入件/插入件 819: 凹部 820: 第二插入件 822A: 側 822B: 側 830: 帽蓋剪切系統 832: 環形部件 834: 虹膜指狀物 836: 槓桿臂/槓桿 838: 正齒輪 840: 凹部 842: 剪切馬達 844: 橡膠插入件 860: 驅動機構 861: 環形部件 862: 驅動特徵 864: 順時針方向 866: 剪切馬達 900: 自就位帽蓋/帽蓋 902: 主體 904: 凹部 905: 頂表面/頂部 906: 軸向延伸突部/徑向延伸壁 907: 底表面 908: 彎曲表面 912: 環形部件 914: 驅動特徵/徑向延伸銷/五邊形銷 915: 孔隙/開口 916: 插入件 918: 圓周延伸壁 920: 內圓柱形表面 922: 成角度表面 927: 施配埠 940: 環形部件 942: 圓柱形銷 950: 原型帽蓋/帽蓋 952: 帽蓋主體 954: 插入件 956: 罩蓋 958: 斜坡特徵 962: 孔隙 964: 施配埠 1000: 混合攪棒 1002: 沙漏形開口/沙漏形切口開口/切口 1004: 側肋 1006: 驅動頭 1008: 有鍵母容槽 1010: 軸向延伸突片/突片 1012: 截面 1030: 混合攪棒 1032: 圓形切口 1033: 垂直表面 1034: 圓形區域 1036: 截面 1038A: 區域/凸特徵 1038B: 區域/凸特徵 1040: 旋轉方向 1042A: 第一端/端部 1042B: 第二端/端部 1064: 圓圈 1070: 混合攪棒 1072: 淚滴大小之切口/窗口 1074: 帶凸緣區域 1076: 截面 1078: 彎曲邊緣輪廓 1080A: 邊緣/第一端 1080B: 邊緣/第二端 1081: 圓圈 1082A: 凹形狀/區域/凹特徵 1082B: 凹形狀/區域/凹特徵 1084: 旋轉方向 1090: 徑向端部分/圓形邊緣輪廓 1092: 部分 1100: 混合攪棒 1120: 原型混合攪棒 1150: 混合攪棒 1152: 凹口 1154: 唇緣 1170: 混合攪棒 1172: 凹口 1200: 混合攪棒 1202: 垂直表面 1204: 前緣 1205: 箭頭 1206: 凹口 1250: 混合攪棒 1252: 嵌合驅動頭 1253: 唇緣 1254: 密封部件 1256: 外螺紋 1258: 內螺紋 1260: 嵌合驅動總成 1262: 凹槽 1264: 機械連接 1266: 凹槽 1270: 容槽 1271: 圓柱形區段 1300: 嵌合驅動總成 1302: 鎖緊螺母 1304: 排氣孔 1306: 嵌合驅動頭 1307: 容槽 1308: 路徑 1309: 混合攪棒 1310: 凹槽 1312: O形環 1330: 發泡體結構/發泡體 D B: 直徑 D LE: 直徑 D UE: 直徑
圖1A及圖1B係用於快速產生一冰鎮或冷凍之食物或飲料之一機器之視圖。
圖2係用於機器中之一儲罐之一截面視圖。
圖3係展示在一混合循環期間在儲罐內之原料流動之一示意圖。
圖4係其中移除一頂部罩蓋之機器之一視圖。
圖5A及圖5B係其中移除滑動蓋總成之一頂部罩蓋之機器之視圖。
圖6A及圖6B係其中驅動軸件在一回縮位置中之機器之一拖曳器總成之視圖。
圖7A及圖7B係其中驅動軸件在一經接合位置中之機器之拖曳器總成之視圖。
圖8係機器之一QR掃描系統之一截面視圖。
圖9A及圖9B係具有與QR掃描系統一起使用之一QR條碼之一儲罐之透視圖。
圖10A及圖10B係用於快速產生一冰鎮或冷凍之食物或飲料之一機器之一透視圖，其展示安裝於該機器中之一蒸發器。
圖11係機器之一蒸發器之一透視圖。
圖12係具有一琴式鉸鏈之一蒸發器之一透視圖。
圖13係具有一彈性鉸鏈之一蒸發器之一透視圖。
圖14A及圖14B係一筒夾式蒸發器之透視圖及截面視圖。
圖14C及圖14D係一鑽夾頭之透視圖及截面視圖。
圖15係機器之一製冷系統之一示意圖。
圖16係用機器產生經冷卻食物或飲料之一冷凍循環之一曲線圖。
圖17係具有一製冷劑槽之一製冷系統之一示意圖。
圖18係為便於觀看其帽蓋與其底座間隔開之一儲罐之一第一端之一視圖。
圖19係儲罐之底座之各種浮雕之一平面視圖。
圖20A至圖20G繪示帽蓋圍繞儲罐之第一端旋轉以移除一突部以敞開延伸穿過底座之一孔隙。
圖21A至圖21C係具有一突部之儲罐之一底座之視圖。
圖22A至圖22D係具有一緊箝突部之儲罐之一底座之透視圖。
圖23A至圖23C係用於形成一緊箝突部之工具之示意圖。
圖24A及圖24B係具有一鉚接突部之儲罐之一底座之截面視圖。
圖25係具有定形狀為一滑雪板型特徵之一突部之一儲罐之一底座的一透視圖。
圖26A至圖26D係一圓頂形蓋及嵌合剪切驅動總成之視圖。
圖27A及圖27B係用於一儲罐之掀開蓋之透視圖。
圖28A至圖28C係繪示掀開蓋與一剪切帽蓋之間的接合之一序列視圖。
圖29A至圖29D係具有擁有一空腔之一耙面之一替代掀開蓋之示意圖。
圖30A至圖30D係用於一儲罐之一兩件式剪切帽蓋之透視圖。
圖31A至圖31C係具有各種尺寸孔口之一剪切帽蓋之透視圖。
圖32A至圖32E係用於一儲罐之一三件式剪切帽蓋之透視圖。
圖33A及圖33B係具有一橡膠密封插入件之一剪切帽蓋之透視圖。
圖34A至圖34C係具有與帽蓋之主體一體地形成之柄腳之一兩件式剪切帽蓋之視圖。
圖35係自一機器施配之產品之一影像。
圖36A及圖36B係一原型剪切帽蓋之影像。
圖37A及圖37B係具有一原型剪切帽蓋之一儲罐之影像，其展示帽蓋上之殘餘產品。
圖38A及圖38B係具有一原型剪切帽蓋之一儲罐之影像，其展示帽蓋上之較少殘餘產品。
圖39A至圖39D係用於一儲罐之一包覆模製之剪切帽蓋之透視圖。
圖40A至圖40C係一原型剪切帽蓋之視圖。
圖41A至圖41C係一原型剪切帽蓋之視圖。
圖42A至圖42E係具有一凹坑之一剪切帽蓋之透視圖。
圖43A至圖43D係一機器之一帽蓋剪切系統之視圖。
圖44A至圖44E係一機器之一帽蓋剪切系統之視圖。
圖45A至圖45C係用於機器之一自就位系統中之具有一帽蓋之一儲罐之視圖。
圖46A及圖46B係作為機器之自就位系統之一部分之機器之一環形部件的視圖。
圖47係插入至機器之自就位系統中之一儲罐之一截面視圖。
圖48A至圖48C係用於一機器之一原型自就位儲罐系統之視圖。
圖49係一機器之一替代自就位儲罐系統之視圖。
圖50A及圖50B係具有用於自就位系統之一原型帽蓋之一儲罐之視圖。
圖51A至圖51C係具有帶肋邊緣之一混合攪棒之透視圖及截面視圖。
圖52A至圖52C係具有擁有在混合方向上定向之凸特徵之一截面之一混合攪棒之透視圖及截面視圖。
圖53A至圖53C係具有擁有在混合方向上定向之凹特徵之一截面之一混合攪棒之透視圖及截面視圖。
圖53D及圖53E係一混合攪棒之彎曲徑向端之視圖。
圖54A及圖54B係一原型混合攪棒之透視圖。
圖55A至圖55C係具有用於接合一儲罐之一唇緣之一凹口之一混合攪棒之視圖。
圖56A及圖56B係具有一垂直蹄片(shoe)之一混合攪棒之視圖。
圖57A至圖57C係用於一混合攪棒之一螺紋驅動頭之視圖。
圖58A至圖58D係用於一混合攪棒之一螺紋驅動頭之視圖。
圖59係用於擴散氣體及液體噴霧之一發泡體結構之一透視圖。
各種圖式中之相同元件符號指示相同元件。
100:機器
102:滑動蓋/滑動蓋總成/蓋子
104:把手
108:觸控螢幕使用者介面
110:施配區域

Claims (81)

  1. 一種儲罐，其包括： 一主體，其具有自該主體之一第一端延伸至該主體之一第二端以界定該儲罐之一內部的一側壁； 原料，其等安置於該儲罐之該內部內以用於產生一單份之一經冷卻食物或飲料；及 一混合攪棒，其安置於該儲罐之該內部內且可沿著該主體之一縱軸相對於該主體旋轉，垂直於該混合攪棒之一縱軸取得之該混合攪棒之一截面具有至少一個彎曲或非線性區段。
  2. 如請求項1之儲罐，其中該至少一個彎曲或非線性區段界定一C形、一S形、一波狀或一起伏狀。
  3. 如請求項1或2之儲罐，其中該至少一個彎曲或非線性區段界定用於在該混合攪棒相對於該儲罐之該主體旋轉時舀取該儲罐內之該等原料之一勺形區段。
  4. 如請求項1至3中任一項之儲罐，其中該截面具有各與該混合攪棒之該縱軸近似等距間隔之一對凹特徵，該等凹特徵相對於用於混合安置於該儲罐之該內部內之該等原料以產生該單份之該經冷卻食物或飲料之該混合攪棒的一旋轉方向為凹的。
  5. 如請求項4之儲罐，其中該等凹特徵跨越該混合攪棒之該截面之絕大部分。
  6. 如請求項4或5之儲罐，其中該截面具有相對於該等凹特徵在一相反方向上彎曲之兩個徑向端部分。
  7. 如請求項6之儲罐，其中該兩個徑向端部分在該儲罐內之該混合攪棒之一或多個旋轉位置處接觸該儲罐之該主體之該側壁。
  8. 如請求項7之儲罐，其中該兩個徑向端部分之各者之至少一部分在該儲罐內之該混合攪棒之該一或多個旋轉位置處切向於該儲罐之該側壁之一內表面。
  9. 如請求項4至8中任一項之儲罐，其中該等凹特徵之一半徑係在0.6英吋與1.2英吋之間。
  10. 如請求項4至9中任一項之儲罐，其中由該混合攪棒之該等凹特徵之一半徑除以該混合攪棒之該截面之一厚度定義之一半徑與厚度比係在1.0與10.0之間。
  11. 如請求項1至10中任一項之儲罐，其中該至少一個彎曲或非線性區段對該混合攪棒提供一增加之折曲、撓曲或扭轉硬度以在該混合攪棒在該儲罐內旋轉時抵抗該混合攪棒之偏轉。
  12. 如請求項1至11中任一項之儲罐，其中該混合攪棒同心地安置於該儲罐之該內部內，使得該儲罐之該主體之該縱軸與該混合攪棒之該縱軸重合。
  13. 一種定位於含有液體食物或飲料原料之一氣密密封之儲罐中之裝置，該裝置包括： 一主體，其具有一縱向混合攪棒； 該主體具有沿著垂直於該主體之一縱軸之一方向之一截面，該截面之至少一部分呈S形； 該主體具有穿過該主體之該截面之至少兩個窗口； 該主體經定大小及經定形狀使得，當在冷卻該儲罐時該裝置在該儲罐內旋轉時： (i)該裝置之邊緣刮擦該儲罐之一內表面以移除定位於該儲罐之該內表面上的積聚之冷凍原料； (ii)該主體之該S形部分迫使原料在該儲罐中之一軸向方向上並穿過該至少兩個窗口；及 (iii)該裝置在該儲罐被打開之後迫使冷凍甜點離開該儲罐。
  14. 如請求項13之裝置，其中該混合攪棒具有一螺旋形狀。
  15. 如請求項14之裝置，其中該螺旋形狀具有在40度/英吋與60度/英吋之間的一恆定節距。
  16. 如請求項13至15中任一項之裝置，其中針對該裝置在該儲罐內之絕大部分角定向，該等邊緣與該儲罐之一側壁接觸。
  17. 如請求項13至16中任一項之裝置，其中該至少兩個窗口係沿著該主體之該S形區段徑向定位。
  18. 如請求項13至17中任一項之裝置，其中該截面具有各與該主體之一縱軸近似等距間隔之一對凹特徵，該等凹特徵相對於在冷卻該儲罐時該裝置在該儲罐內旋轉之方向為凹的。
  19. 如請求項13至18中任一項之裝置，其中該截面之該S形部分跨越該主體之該截面之絕大部分。
  20. 如請求項13至19中任一項之裝置，其中該截面對該主體提供一增加之折曲、撓曲或扭轉硬度以在該主體在該儲罐內旋轉時抵抗該主體之偏轉。
  21. 一種系統，其包括： 一儲罐，其包括： 一主體，其具有自該主體之一第一端延伸至該主體之一第二端之一側壁，該主體具有含有用於產生一單份之一經冷卻食物或飲料之原料之一內部；及 一混合攪棒，其安置於該主體內且可沿著該主體之一縱軸相對於該主體旋轉，垂直於該混合攪棒之一縱軸取得之該混合攪棒之一截面具有至少一個彎曲或非線性區段；及 一機器，其具有經定大小以接納該儲罐之一凹部，該機器包括： 一製冷系統，其可操作以在該儲罐插入至該機器之該凹部中時冷卻該儲罐內之該等原料；及 一混合馬達，其可操作以使該混合攪棒旋轉以在冷卻該等原料時混合該儲罐內之該等原料以產生該單份之該經冷卻食物或飲料。
  22. 如請求項21之系統，其中該至少一個彎曲或非線性區段界定一C形或一S形。
  23. 如請求項21或22之系統，其中該混合攪棒截面界定一波狀或起伏狀。
  24. 如請求項21至23中任一項之系統，其中該混合攪棒截面具有各與該混合攪棒之該縱軸近似等距間隔之一對凹特徵，該等凹特徵相對於該混合馬達使該混合攪棒沿著其旋轉以混合該儲罐之該內部內之該等原料以產生該單份之該經冷卻食物或飲料的方向為凹的。
  25. 如請求項24之系統，其中該混合攪棒截面具有相對於該等凹特徵在一相反方向上彎曲之兩個徑向端部分。
  26. 如請求項21至25中任一項之系統，其中該機器可操作以使該混合攪棒旋轉使得該混合攪棒之邊緣刮擦該儲罐之一內表面以移除定位於該儲罐之該內表面上的積聚之冷凍原料。
  27. 如請求項21至26中任一項之系統，其中該機器可操作以使該混合攪棒旋轉以迫使該等原料在該儲罐之一軸向方向上並穿過該混合攪棒之至少兩個窗口。
  28. 如請求項21至27中任一項之系統，其中該機器可操作以使該混合攪棒旋轉以在該儲罐被打開之後迫使該所產生之單份之該經冷卻食物或飲料離開該儲罐。
  29. 如請求項21至28中任一項之系統，其中該至少一個彎曲或非線性區段對該主體提供一增加之折曲、撓曲或扭轉硬度以在該混合攪棒在該儲罐內旋轉時抵抗該混合攪棒之偏轉。
  30. 如請求項21至29中任一項之系統，其中該儲罐之該側壁經塗佈有一層塗層且在該混合攪棒在該儲罐內旋轉時，該混合攪棒接觸該層塗層。
  31. 一種用於產生一單份之一經冷卻食物或飲料之方法，該方法包括： 將一儲罐安置於一機器之一凹部內，該儲罐含有用於產生該單份之該經冷卻食物或飲料之原料； 使一螺旋形混合攪棒圍繞一儲罐之一縱軸在該儲罐內旋轉使得： (i)該混合攪棒之邊緣刮擦該儲罐之一內表面以移除定位於該儲罐之該內表面上的積聚之冷凍原料； (ii)該螺旋形狀迫使該儲罐內之該等原料在一軸向方向上並穿過延伸穿過該混合攪棒之一截面之至少兩個窗口；及 (iii)該螺旋形狀在該儲罐被打開之後迫使冷凍甜點離開該儲罐； 其中該混合攪棒之一截面之至少一部分係彎曲或非線性的，該截面沿著垂直於該混合攪棒之該縱軸之一方向取得。
  32. 如請求項31之方法，其中該截面之至少一部分係呈S形。
  33. 如請求項31或32之方法，其包括在旋轉該混合攪棒以混合該等原料時維持該混合攪棒之該等邊緣與該儲罐之該內表面之間的接觸。
  34. 如請求項33之方法，其包括在旋轉該混合攪棒以混合該等原料時，冷卻該儲罐之一側壁以冷卻該儲罐內之該等原料以產生該單份之該經冷卻食物或飲料。
  35. 如請求項34之方法，其包括經由該混合攪棒與該儲罐之該側壁之間的該所維持接觸冷卻該混合攪棒。
  36. 如請求項35之方法，其包括使用該經冷卻混合攪棒以冷卻該等原料。
  37. 一種用於一單份之一經冷卻食物或飲料之儲罐，該儲罐包括： 一主體，其具有一側壁及附接至該側壁之一底座，該底座與該側壁一起界定該儲罐之一內部； 一帽蓋，其附接至該主體，該帽蓋在該底座之至少部分上方延伸且可相對於該底座旋轉，該帽蓋具有界定圍繞該帽蓋圓周地安置的該帽蓋之複數個凹部的複數個軸向延伸突部，該複數個軸向延伸突部具有沿著一軸向方向改變之一厚度。
  38. 如請求項37之儲罐，其中該複數個軸向延伸突部具有沿著一圓周方向改變之一高度，該高度沿著一軸向方向。
  39. 如請求項38之儲罐，其中該複數個軸向延伸突部之該高度沿著一徑向方向改變。
  40. 如請求項38或39之儲罐，其中歸因於該等軸向延伸突部之一或多個倒圓或斜切表面，該複數個軸向延伸突部之該高度沿著該圓周方向改變。
  41. 如請求項37至40中任一項之儲罐，其中該複數個軸向延伸突部在一徑向方向上投影時藉由倒圓或斜切壁特性化。
  42. 如請求項37至41中任一項之儲罐，其中該等軸向延伸突部之頂部之厚度小於該等軸向延伸突部之該等各自頂部之間的間距。
  43. 如請求項42之儲罐，其中各軸向延伸突部在一徑向方向上投影時具有實質上相同的輪廓。
  44. 如請求項42或43之儲罐，其中該每一各自軸向延伸突部之間的該間距實質上相同。
  45. 如請求項37至44中任一項之儲罐，其中該帽蓋之該複數個凹部之一軸向投影之表面積大於該複數個軸向延伸突部之一軸向投影之表面積。
  46. 如請求項37至45中任一項之儲罐，其中該複數個軸向延伸突部具有面向該帽蓋之該複數個凹部中的彎曲表面。
  47. 如請求項37至46中任一項之儲罐，其中該儲罐含有用於產生該單份之該經冷卻食物或飲料之原料。
  48. 一種用於產生一單份之一經冷卻食物或飲料之系統，該系統包括： 一儲罐，其包括： 一主體，其具有一側壁及附接至該側壁之一底座，該底座與該側壁一起界定該儲罐之一內部，該儲罐之該內部含有用於產生該單份之該經冷卻食物或飲料之原料； 一帽蓋，其附接至該主體，該帽蓋在該底座之至少部分上方延伸且可相對於該底座旋轉，該帽蓋具有界定圍繞該帽蓋圓周地安置的該帽蓋之複數個凹部的複數個軸向延伸突部；及 一機器，其具有經定大小以接納該儲罐之一凹部，該機器包括： 一環形部件，其在該儲罐被接納於該機器之該凹部中時可相對於該儲罐之一縱軸旋轉，該環形部件包括經組態以在該儲罐被接納於該機器之該凹部中時插入至該帽蓋之該複數個凹部之至少一子組中之複數個徑向延伸銷；及 一製冷系統，其可操作以在該儲罐被接納於該機器之該凹部中時冷卻該儲罐內之該等原料。
  49. 如請求項48之系統，其中該複數個軸向延伸突部具有沿著一軸向方向改變之一厚度。
  50. 如請求項48或49之系統，其中將該複數個徑向延伸銷接納至該帽蓋之該複數個凹部之至少該子組中將該帽蓋旋轉地耦合至該環形部件。
  51. 如請求項48至50中任一項之系統，其中各徑向延伸銷在一徑向向內方向上自該環形部件之一內圓柱形表面延伸。
  52. 如請求項48至51中任一項之系統，其中各徑向延伸銷具有至少一個成角度表面。
  53. 如請求項52之系統，其中各成角度表面接觸該複數個軸向延伸突部之至少一子組以在該儲罐接納於該機器之該凹部中時引起該帽蓋相對於該環形部件旋轉。
  54. 如請求項48至51中任一項之系統，其中各徑向延伸銷具有至少一個彎曲表面。
  55. 如請求項54之系統，其中該複數個徑向延伸銷係圓柱形銷。
  56. 如請求項55之系統，其中各圓柱形銷可沿著該圓柱形銷之一各自縱軸旋轉。
  57. 如請求項48至56中任一項之系統，其中該複數個徑向延伸銷係圍繞該環形部件之圓周實質上等距間隔的四個徑向延伸銷。
  58. 一種用於產生一單份之一經冷卻食物或飲料之機器，該機器包括： 一製冷系統，其可操作以在一儲罐插入至該機器之一凹部中時冷卻該儲罐； 一環形部件，其包括經定大小及經定形狀以在該儲罐插入至該機器之該凹部中時被接納於該儲罐之一帽蓋之複數個凹部之至少一子組中以將該帽蓋旋轉地耦合至該機器的複數個徑向延伸銷。
  59. 如請求項58之機器，其中該機器包括旋轉地耦合至該環形部件之一馬達，且該馬達可操作以使該環形部件旋轉。
  60. 如請求項59之機器，其中該馬達可操作以使該環形部件旋轉以協助將該複數個徑向延伸銷接納於該帽蓋之該複數個凹部之至少該子組內。
  61. 如請求項48至60中任一項之機器，其中各徑向延伸銷具有至少一個彎曲表面。
  62. 如請求項61之機器，其中該複數個徑向延伸銷係圓柱形銷。
  63. 如請求項62之機器，其中各圓柱形銷可沿著該圓柱形銷之一各自縱軸旋轉。
  64. 如請求項58至63中任一項之機器，其中該複數個徑向延伸銷係圍繞該環形部件之圓周實質上等距間隔的四個徑向延伸銷。
  65. 一種用於產生一單份之一經冷卻食物或飲料之方法，該方法包括： 將一儲罐插入至一機器之一凹部中，該儲罐含有用於產生該單份之該經冷卻食物或飲料之原料且包括附接至該儲罐之一底座且可相對於該儲罐之該底座旋轉之一帽蓋，該帽蓋具有界定複數個凹部的複數個軸向延伸突部， 其中將該儲罐插入至該機器之該凹部中引起該機器之一環形部件之複數個徑向延伸銷接觸該帽蓋中之該複數個凹部之至少一子組，以將該儲罐就位至該機器中並將該帽蓋旋轉地耦合至該環形部件。
  66. 如請求項65之方法，其中將該儲罐插入至該機器之該凹部中包括使該複數個該等徑向延伸銷與該帽蓋之該複數個軸向延伸突部之頂表面之至少一子組接觸，且在使該複數個徑向延伸銷與該複數個軸向延伸突部之該等頂部之至少該子組接觸之後，使該帽蓋相對於該環形部件旋轉而無需使用者協助。
  67. 一種用於一單份之一經冷卻食物或飲料之儲罐，該儲罐包括： 一主體，其具有一側壁及附接至該側壁之一底座，該底座與該側壁一起界定該儲罐之一內部， 一帽蓋，其附接至該主體，該帽蓋在該底座之至少部分上方延伸且可相對於該底座旋轉，該帽蓋具有一圓周延伸壁及自該圓周延伸壁徑向向外延伸之複數個徑向延伸壁，該圓周延伸壁及該複數個徑向延伸壁界定該帽蓋之複數個凹部。
  68. 如請求項67之儲罐，其中該等徑向延伸壁之厚度小於該等各自徑向延伸壁之間的間距。
  69. 如請求項67或68之儲罐，其中各徑向延伸壁具有實質上相同的厚度。
  70. 如請求項67至69中任一項之儲罐，其中該每一各自徑向延伸壁之間的該間距實質上相同。
  71. 如請求項67至70中任一項之儲罐，其中該帽蓋之該複數個凹部之一軸向投影之表面積大於該複數個徑向延伸壁之一軸向投影之表面積。
  72. 如請求項67至71中任一項之儲罐，其中該複數個徑向延伸壁具有沿著一徑向方向改變之一高度，該高度沿著該軸向方向。
  73. 如請求項72之儲罐，其中該複數個徑向延伸壁之該高度沿著一圓周方向改變。
  74. 如請求項67至73中任一項之儲罐，其中該複數個徑向延伸壁具有沿著一軸向方向改變之一厚度。
  75. 如請求項67至74中任一項之儲罐，其中該複數個徑向延伸壁具有面向該帽蓋之該複數個凹部中的彎曲表面。
  76. 如請求項67至75中任一項之儲罐，其中該帽蓋之該複數個凹部係實質上相同形狀及尺寸。
  77. 如請求項67至76中任一項之儲罐，其中該帽蓋具有軸向延伸穿過該帽蓋且至少部分藉由該圓周延伸壁之一內部徑向表面界定之一開口。
  78. 如請求項67至77中任一項之儲罐，其中該帽蓋包括附接至該帽蓋之一插入件。
  79. 如請求項78之儲罐，其中該插入件係由金屬形成且該帽蓋係由塑膠形成。
  80. 如請求項78之儲罐，其中該插入件包括經組態以接合該儲罐之該底座之一突部以打開該儲罐之一表面。
  81. 如請求項67至80中任一項之儲罐，其中該儲罐含有用於產生該單份之該經冷卻食物或飲料之原料。
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