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致动自冷却罐实质审查 发明

技术领域

[0003] 本申请涉及自冷却罐,更具体地,涉及用于致动自冷却罐的系统和方法。

相关背景技术

[0004] 存在自冷却罐。一个示例是来自本申请的申请人‑坦普拉科技股份有限公司的TMI.C.Can 自冷却饮料罐。I.C.Can自冷却饮料罐是如下饮料罐,该饮料罐容纳饮料并具有内置、自包含式的冷却器,该冷却器安全、完全实用、对环境友好、并根据蒸发冷却的原理来操作。当被激活时,容纳在饮料罐中的饮料被快速冷却(例如,在约3分钟或更短的时间内下降约30华氏度或更大度数)。这消除了对冰或饮料的制冷的需要,且使得消费者无论在何时,无论他们希望去何地,都能够享受冷饮。此外,当饮料被消耗时,系统继续冷却而不会进行稀释,从而确保最后一滴与第一滴一样冷或者比第一滴更冷。
[0005] 希望进行改进,特别是与激活自冷却罐的自冷却功能相关的改进。

具体实施方式

[0023] 图9是自冷却饮料罐100的实现方式的外部透视图。
[0024] 所示出的自冷却饮料罐100具有上部部分102和下部部分104,上部部分102和下部部分104通过周向凹槽103彼此分界。上部部分102具有含饮料(例如,啤酒,苏打水等)的内部饮料隔室和含制冷剂(例如,水凝胶)的内部蒸发器单元,当饮料罐的自冷却功能被激活时,制冷剂蒸发以冷却饮料。下部部分102具有内部干燥剂腔室以吸收来自蒸发的制冷剂的水分,并具有内部热沉以吸收来自干燥剂的热量。饮料罐100的自冷却功能可通过用户将自冷却饮料罐100的上部部分102和自冷却饮料罐100的下部部分104沿着相反的方向扭转(例如,如图中的弯曲箭头所反映的)来激活。
[0025] 当用户将自冷却饮料罐100的上部部分102和自冷却饮料罐100的下部部分104沿着相反的方向扭转时,设置在自冷却饮料罐100的上部部分102和下部部分104之间的激活器组件(在图9中不可见,但是在图1中见106)响应于扭转并致动罐100的自冷却功能。
[0026] 图1是自冷却饮料罐100的实现方式的示意性分解侧视图,其中,自冷却饮料罐100的某些部分以截面示出。
[0027] 所示出的自冷却饮料罐100具有上部部分102、下部部分104和致动器组件106。当组装时,致动器组件106位于自冷却饮料罐100的上部部分102和下部部分106之间。
[0028] 自冷却饮料罐100的上部部分102具有外部容器108和蒸发器单元110,在外部容器108和蒸发器单元110之间具有饮料隔室112。第一易碎密封件横跨自冷却饮料罐100的上部部分102的底部处的开口延伸,以密封蒸发器单元110。
[0029] 自冷却饮料罐100的上部部分102的外部容器108具有罐体114和罐盖116。罐体114可由单个铝片或钢片构成,单个铝片或钢片例如加工成所示出的实现方式中表示的形状,罐体114包括圆柱形侧面、位于圆柱形侧面的顶部处的颈部、以及位于圆柱形侧面的底部处的基部。罐盖116可由铝合金制成,并利用凸缘连接件118附接到罐体114。罐盖116通常具有开口机构(例如,弹出突片,保持突片等),开口机构允许用户打开外部容器108并获取饮料隔室112内的饮料。饮料隔室112内的饮料实际上可以是任何种类的可饮用液体,包括例如碳酸软饮料,酒精饮料,果汁,茶,能量饮料等。
[0030] 在所示出的实现方式中,蒸发器单元124包括蒸发器壳体126,蒸发器壳体126限定具有内表面(例如130)的蒸发器隔室128。更具体地,在所示出的实现方式中,蒸发器隔室128具有底部部段128a和环形部段128b。蒸发器隔室128的底部部段128a在饮料隔室112的底部形成中空、短的圆柱形腔室。蒸发器隔室128的环形部段128b形成中空的环形腔室,该环形腔室从蒸发器隔室128的圆柱形底部部段128a的外边缘围绕圆柱形底部部段128a的整个外周向上延伸。环形部段128b沿着向上的方向以外部容器108的内部的总高度的相当大长度(例如,外部容器108的内部的总高度的至少60%,至少70%或至少80%)延伸。如图所示,饮料隔室112中的饮料与蒸发器单元110的外表面直接物理接触(并因此,与蒸发器单元
110的外表面直接热接触)。因此,当在自冷却饮料容器100中启动冷却效果时,热量从饮料隔室112中的饮料中抽出去并进入容纳在蒸发器单元110中的制冷剂中,从而冷却饮料。如图所示,蒸发器腔室128的环形部段128b的内部开通到蒸发器隔室128的圆柱形底部部段
128a的内部(并因此,与蒸发器隔室128的圆柱形底部部段128a的内部自由流体连通)。
[0031] 蒸发器隔室128包含制冷剂。制冷剂可例如处于水凝胶的形式,通常施加到蒸发器容器128的内表面128上。水凝胶通常是安全、无毒、胶状(或半固态)物质,其具有大量的水(例如,大于80%,85%,90%或95%)。水凝胶可处于球形形式,且可包括吸水的超强吸收性聚合物(SAP,还称为干性搪塑粉末,例如聚丙烯酰胺)。在典型的实现方式中,蒸发器隔室128的内表面128在整个蒸发器壳体126上涂有水凝胶。更具体地,在典型的实现方式中,在激活之前,水凝胶覆盖蒸发器隔室128的内表面130的大部分(例如,大于80%,85%,90%或
95%)。
[0032] 外部容器108的基部120成形为在基部120的周向外边缘处或附近限定面朝下的环形突起122。基部120还成形为限定开口124,开口124延伸穿过基部120并进入蒸发器隔室128。开口124可以为圆形,通常居中地设置在外部容器108的基部120中。开口124的尺寸可发生变化。然而,在各种实现方式中,开口的尺寸可以是由面朝下的环形突起122的圆形底部尖端限定的面积的至少30%(或至少40%,或至少50%,或至少60%,或至少70%,或至少
80%,或至少90%)。
[0033] 在所示出的实现方式中,上部部分102的基部120中的开口124由第一易碎密封件132覆盖,第一易碎密封件132横跨开口124延伸,覆盖开口124,从而阻止流体流经开口124。
当第一易碎密封件132完整时,第一易碎密封件132防止流体经过开口124流入蒸发器隔室
128或流出蒸发器隔室128。在一些实现方式中,第一易碎密封件132是箔片(例如,薄的材料片,例如薄的金属片等),并附接到外部容器108的基部120的内表面或外表面。在各种实现方式中,箔片可使用粘合剂材料或通过任何其它类型的附接方法附接到基部的表面。箔片构造成响应于施加在箔片上或施加到箔片的按压力和/或撕裂力而破裂(例如,撕裂,撕破,被拆离等)。一旦箔片破裂,则流体在蒸发器隔室128和蒸发器隔室128外部的空间之间自由地流经开口124。
[0034] 在所示出的实现方式中,蒸发器隔室128的底部部段128a一直延伸到第一易碎密封件132,使得当第一易碎密封件132完整时,第一易碎密封件132基本上关闭并密封关上蒸发器隔室128,但是当第一易碎密封件132受损时,流体自由地经过开口124流入蒸发器隔室128或流出蒸发器隔室128,如相对压力所决定的。
[0035] 自冷却饮料罐100的下部部分104用作用于自冷却饮料罐100的冷凝器单元134。所示出的冷凝器单元134具有外壳体136和内壳体138。外壳体136具有限定圆柱形侧面、成形的顶部和基本上平坦的底部的表面。外壳体136的圆柱形侧面的外径与自冷却饮料罐100的上部部分102的外部容器108的外径匹配。内壳体138(或“吸收器”)限定内部干燥剂腔室141,内部干燥剂腔室141包括上部腔室部分142和多个指状腔室144,多个指状腔室144中的每一个从上部腔室142沿着向下的方向延伸。在典型的实现方式中,每个指状腔室144具有的长度等于内壳体138的内部的总高度的相当大部分(例如,至少60%,至少70%,或至少
80%)。
[0036] 内部干燥剂腔室141包含干燥剂。在典型的实现方式中,干燥剂是能够从其环境中吸收水(例如,蒸发的水凝胶)的物质。在一些实现方式中,干燥剂处于固态形式。干燥剂的一个示例是硅胶,除此之外,为惰性、无毒、不溶于水的白色固态物质。
[0037] 内壳体138大部分包含在外壳体136内,只有内壳体138的小的管状延伸部分140延伸到外壳体136的上表面。内壳体138与外壳体136一起在它们之间共同限定热沉腔室146。热沉腔室146包含热沉材料,在一些实例中,当热沉材料暴露于热源并从该热源抽走热量时,热沉材料可经历相变(例如,通过熔化来经历相变)。例如,当热沉材料暴露于干燥剂腔室中的热量并从干燥剂腔室抽走该热量时,热沉材料可熔化。醋酸盐是热沉材料的一个示例。如图所示,热沉材料与干燥剂腔室141的外表面直接物理接触(并因此,与干燥剂腔室
141的外表面直接热接触)。因此,当干燥剂腔室141中的干燥剂变热时,该热量可容易地通过热沉腔室146的壁从干燥剂逸出并进入热沉腔室146中包含的热沉材料中。
[0038] 在内壳体138的管状延伸部分140的顶部存在开口148。开口148在形状上可以为圆形,且在管状延伸部140的圆形顶部上居中。在所示出的实现方式中,开口148开通到干燥剂腔室141中。在典型的实现方式中,开口148可以与上部部分102的基部120中的开口具有相同的尺寸或大致相同的尺寸。此外,当组装时(例如,当自冷却饮料罐100的下部部分104联接到自冷却饮料罐100的上部部分102时),管状延伸部140的顶部处的开口148与自冷却饮料罐100的上部部分102的基部120中的开口124对准。
[0039] 第二易碎密封件150横跨管状延伸部140的顶部处的开口148延伸,以密封干燥剂腔室141。因此,当第二易碎密封件150完整时,第二易碎密封件150防止流体经过开口148流入干燥剂腔室141或流出干燥剂腔室141。在典型的实现方式中,第二易碎密封件150在结构上类似于第一易碎密封件150。例如,在一些实现方式中,第二易碎密封件是箔片(例如,薄的材料片,例如薄的金属片等)。此外,第二易碎密封件通常附接到管状延伸部140的顶部的内表面或外表面。在各种实现方式中,箔片可使用粘合剂材料或通过任何其它类型的附接方法附接到管状延伸部140的表面。箔片构造成响应于施加在箔片上或施加到箔片的按压力和/或撕裂力而破裂(例如,撕裂,撕破,被拆离等)。一旦箔片破裂,则流体在干燥剂腔室141和干燥剂腔室141外部的空间之间自由地流经开口148。
[0040] 在所示出的实现方式中,冷凝器单元134的上部腔室142的顶部一直延伸到第二易碎密封件150,使得当第二易碎密封件150完整时,第二易碎密封件150基本上关闭并密封关上干燥剂腔室141,但是当第二易碎密封件150受损时,流体自由地经过开口148流入干燥剂腔室141或流出干燥剂腔室141,如相对压力所决定的。
[0041] 自冷却饮料罐100的下部部分104的上部外表面成形为限定环形凹槽,该环形凹槽可接纳在位于环形凹槽正上方的部件中所形成的对应环形延伸部,并与该对应环形延伸部配合。
[0042] 致动器组件106位于所示出的自冷却罐100的上部部分102和下部部分104之间。所示出的致动器组件106包括切割器组件152、驱动齿轮组件154和O形环156,切割器组件152、驱动齿轮组件154和O形环156在图1中均以侧视图(而非截面图)表示,且致动器组件106可操作以致动自冷却饮料罐100中的冷却功能。
[0043] 图2是示出定位在自冷却饮料罐100a的上部部分102a和下部部分104a之间的致动器组件106a的实现方式的局部透视分解侧视图。如图1中那样,所示出的致动器组件106a包括切割器组件152a、驱动齿轮组件154a和O形环156a,且致动器组件106a可操作以致动自冷却饮料罐100a中的冷却功能。
[0044] 切割器组件152a具有切割器支撑件(在所示出的实现方式中,切割器支撑件是刚性环形主体201,一对轴支撑表面203附接到刚性环形主体201或者与刚性环形主体201成一体)。轴支撑表面203可以是轴插座和/或轴承,位于由刚性环形主体201限定的圆形中心开口的在直径上相对的侧处。由轴支撑表面203支撑的轴205在直径上横跨刚性环形主体201的中心开口延伸,基本上平分中心开口。小齿轮109安装在轴205上,并构造成与轴205一起围绕轴205的纵向轴线旋转。此外,切割器211安装在轴266上,也构造成与轴205一起围绕轴205的纵向轴线旋转。
[0045] 切割器211包括安装到轴205(或者与轴205一体形成)的刚性主体213。切割器211的刚性主体213具有两个镜像区段215a、215b,这两个镜像区段215a、215b从轴266沿着垂直于轴266的纵向轴线的相反方向延伸。每个区段215a、215b具有半圆形外边缘部分,和将半圆形外边缘部分的端部连接到轴266的一对平直部分。由每个相应区段215a或215b和轴266界定的空间是空的。区段215a、215b彼此对齐并沿着公共平面延伸(即,区段215a、215b共面)。在所示出的实现方式中,每个区段215a、215b具有一对锯齿形边缘217,每个锯齿形边缘217远离公共平面延伸。通常,对于每个区段,一个锯齿形边缘(例如217,其在图2中可见)面向一个方向,而另一个锯齿形边缘(在图2中不可见,但是参见图7C)面向另一个方向(例如,与第一方向相反)。在各种实现方式中,锯齿形边缘可围绕一对平直部分和每个半圆形外边缘部分的完整体延伸,或者锯齿形边缘可仅围绕一对平直部分和每个半圆形外边缘部分的一部分延伸。例如,在一些实现方式中,锯齿形边缘仅位于区段215a、215b的半圆形外边缘部分上。
[0046] 在典型的实现方式中,切割器组件152a安装在自冷却饮料罐100a的上部部分102a的基部120上并密封自冷却饮料罐100a的上部部分102a的基部120。粘合剂材料可施加在基部120和切割器组件152a的部分之间,以将切割器组件152a附接到基部120。在一些实现方式中,切割器组件152a的刚性环形主体201的部分可成形为遵循自冷却饮料罐100a的上部部分102a的基部120上的对应轮廓。更具体地,在某些实现方式中,切割器组件152a的尺寸适于向上装配在由自冷却饮料容器100a的上部部分102a的基部120上的面朝下的环形突起122围绕的空间中。此外,在一些这样的实现方式中,切割器组件152a的环形主体201的外侧表面221遵循与自冷却饮料容器100a的上部部分102a的基部120上的面朝下的环形突起122的面对表面相同的轮廓。这种布置有助于确保切割器组件152a的环形主体201和基部120的面朝下的环形突起122之间大量的表面区域接触。施加在接触区域的粘合剂(和/或摩擦配合,和/或将两个部件压在一起的外力)有助于将两个部件(切割器组件152a和上部部分
102a)保持在一起。
[0047] 切割器211在由切割器组件152a的环形主体201限定和围绕的圆形空间中居中。自冷却饮料罐100a的上部部分102的基部120中的密封开口124由第一易碎密封件132密封,密封开口124在由面朝下的环形突起122限定的圆内居中。因此,当切割器组件152a附接到基部120时,在所示出的实现方式中,切割器211与基部120中的开口124自动对准,并与覆盖开口124的第一易碎密封件132自动对准。因此,当切割器组件152a附接到自冷却饮料罐100a的上部部分102的基部120,且轴205围绕其纵向轴线旋转时,切割器211及其锯齿形边缘中的一个锯齿形边缘移动到第一易碎密封件132中,并撕裂或以其它方式损坏第一易碎密封件132,从而基本上不密封蒸发器腔室128。根据轴205旋转的方向,面对第一易碎密封件132的区段215a或区段215b上的锯齿形边缘将移动到第一易碎密封件132中并损坏第一易碎密封件132。
[0048] 小齿轮(在图2中不可见,但是在其它附图中见209)可以在轴205上,位于切割元件211和轴支撑表面203中的一个轴支撑表面(即,图2中具有V形槽的那个轴支撑表面)之间。
在典型的实现方式中,与小齿轮209相对于切割元件211相比,小齿轮209更靠近该轴支撑表面203。这将小齿轮209放置在最接近的支撑表面203的内边缘附近(例如,在距内边缘大约1或2厘米内)。小齿轮209可以是圆形齿轮,在其外周表面上具有齿轮齿。
[0049] 在所示出的实现方式中,驱动齿轮组件154a具有刚性环形主体223。在所示出的实现方式中,刚性环形主体223具有外表面231、内表面233、上表面234和下表面235。
[0050] 驱动齿轮组件154a的外表面231限定第一圆柱形部段225a,和位于第一圆柱形部段225a下方的第二圆柱形部段225b。在典型的实现方式中,第一圆柱形部段225a具有的直径与外部容器108的圆柱形主体部分的直径相同,并与圆柱形外壳体136的直径相同。第二圆柱形部段225b的直径稍小于第一圆柱形部段225a的直径(例如,小于1%或2%)。在示例性实现方式中,相对于第一圆柱形部段225a,第二圆柱形部段225b的较小直径为自冷却饮料罐100a上的卷边(rolled bead)提供间隙。
[0051] 在所示出的实现方式中,驱动齿轮组件154a的内表面233为圆柱形,并与驱动齿轮组件154a的外表面231相对且同轴。内表面233具有比包括第一圆柱形部段225a和第二圆柱形部段225b的外表面231的总高度更短的高度。
[0052] 驱动齿轮组件154a的下表面235在内表面233的下边缘和外表面231的下边缘之间延伸。在所示出的实现方式中,下表面235是平坦的,为环形,且位于与圆柱形外表面231和/或圆柱形内表面233的轴线垂直的平面中。
[0053] 驱动齿轮组件154a的上表面234在内表面233的上边缘和外表面231的上边缘之间延伸。由于驱动齿轮组件154a的下表面235是平坦的,且当自冷却饮料罐100a被组装时位于水平面中,并且由于驱动齿轮组件154a的内表面233比驱动齿轮组件154a的外表面231更短,因此上表面234的内边缘低于上表面234的外边缘。
[0054] 上表面234共同限定(从内边缘,向外移动)环形驱动齿轮227、平坦环形表面229、圆柱形表面231、用于托住基部120的外周部分的环形托架233、以及形成在环形托架233中的环形O形环槽235。
[0055] 环形驱动齿轮227形成齿轮齿的连续环,齿轮齿面朝上,且被定位和构造成与切割器组件152a的小齿轮209上的对应齿轮齿接合和啮合。平坦环形表面229紧邻环形驱动齿轮227外部,围绕环形驱动齿轮227,并相对于环形驱动齿轮227同轴设置。圆柱形表面231从平坦环形表面229的外边缘垂直于平坦环形表面229沿着向上的方向延伸。圆柱形表面231也相对于环形驱动齿轮227同轴设置。环形托架232从圆柱形表面231的上边缘延伸到驱动齿轮组件154a的外表面231的上边缘。环形托架233具有内部部段和外部部段。环形托架233的外部部段围绕环形托架233的内部部段。环形托架233的内部部段遵循自冷却饮料罐100a的上部部分102a的基部120的面朝下的环形突起122的外边缘的轮廓。环形托架233的外部部段遵循自冷却饮料罐100a的上部部分102a的基部120的一部分的轮廓,基部120的这一部分径向地落在面朝下的环形突起122的外部。环形O形环槽235形成在环形托架233的外部部分中,大约位于环形托架233的外部部分的内边缘和环形托架233的外部部分的外边缘之间的中间位置。
[0056] O形环156a的尺寸适于安装在环形O形环槽235内,并构造成以如下这种方式安装在环形O形环槽235内,即,使得O形环156a的一部分向上延伸到环形O形环槽235之外,以接触并密封自冷却饮料罐100a的上部部分102a的基部120上的配合表面。在典型的实现方式中,O形环是机械垫圈,其形状为环面(例如,具有圆形截面的弹性体环,其设计成坐落在凹槽(例如,环形O形环槽)中),并且O形环在两个部件(例如,驱动齿轮组件154a和基部120)之间的组装期间被压缩,从而在界面处形成密封。
[0057] 驱动齿轮组件154a的平坦环形下表面235(利用粘合剂)粘附到自冷却饮料罐100a的下部部分104a的顶部上的上部环形表面239。自冷却饮料罐100a的下部部分104a的顶部上的上部环形表面239在其外周由凸起的唇部237围绕。当驱动齿轮组件154a的平坦环形下表面235粘附到自冷却饮料罐100a的下部部分104a的顶部上的上部环形表面239时,凸起的唇部237向上延伸并围绕驱动齿轮组件154a的第二圆柱形部段225b。
[0058] 图3是已组装的自冷却饮料罐100a的实现方式的局部截面侧视图。
[0059] 在所示出的局部截面图中表示的自冷却饮料罐100a的部件包括上部部分102a、下部部分104a、驱动齿轮组件154a和O形环154a。在所示出的构造中,没有启动自冷却饮料罐100a的自冷却功能。因此,第一易碎密封件132和第二易碎密封件150分别在上部部分102a和下部部分104a上以完整状态示出(即,不破裂,或以其它方式受损)。在典型的实现方式中,一个或多个易碎密封件可基于易碎密封件上的压差而弯如弓或弯曲。在所示出的图中,未示出切割器组件(例如,图2中的152a)。然而,在完全组装的自冷却饮料罐中,切割器组件
152a将定位在上部部分102a、下部部分104a和驱动齿轮组件154a之间的空的空间中。(参见例如图4和图7中的局部侧向截面图)。
[0060] 如果切割器组件(例如,图2中的152a)定位在上部部分102a、下部部分104a和驱动齿轮组件154a之间的空的空间中,则切割器组件152a的切割器211也将位于该空的空间中(在该空的空间中大致居中),切割器211的轴205横跨空的空间,且切割器211大致设置在沿着轴205的长度的中间位置。轴205也将大致位于两个易碎密封件之间的中间位置,切割器211的两个区段大致彼此为镜像,且足够大以在轴205旋转时到达易碎密封件。此外,如果切割器组件152a如此定位,则切割器组件轴205上的小齿轮209将与驱动齿轮组件154a上的环形齿轮227配合。因此,环形驱动齿轮227位于驱动齿轮组件154a上,使得当自冷却饮料容器
100处于组装状态(例如,在例如图7中)时,环形驱动齿轮227上的齿轮齿与切割器组件152a上的小齿轮209上的齿轮齿接合。此外,当然,两个齿轮(即,环形驱动齿轮227和小齿轮209)上的齿轮齿的尺寸和形状适于以驱动‑被驱动关系彼此配合/啮合。
[0061] 在典型的实现方式中,如本文所提到的,切割器组件152a通常利用粘合剂附接到自冷却饮料罐100的上部部分102a的基部120。在这样的实现方式中,切割器组件152a构造成与自冷却饮料罐100的上部部分102a一起移动,并以与自冷却饮料罐100的上部部分102a相同的方式移动。例如,如果自冷却饮料罐100的上部部分102a将围绕自冷却饮料罐100的轴线旋转,则切割器组件152a也将与上部部分102a一起围绕自冷却饮料罐100的轴线旋转。
[0062] 此外,在所示出的实现方式中,驱动齿轮组件154a利用粘合剂粘附到自冷却饮料罐100的下部部分104a的面朝上的表面。在这样的实现方式中,驱动齿轮组件154a构造成与自冷却饮料罐100的下部部分104a一起移动,并以与自冷却饮料罐100的下部部分104a相同的方式移动。例如,如果自冷却饮料罐100的下部部分将围绕自冷却饮料罐100的轴线旋转,则驱动齿轮组件154a也会与下部部分104a一起围绕自冷却饮料罐100的轴线旋转。
[0063] 由于在典型的实现方式中,切割器组件152a与自冷却饮料罐100的上部部分102a一起移动,并以与自冷却饮料罐100的上部部分102a相同的方式移动,以及驱动齿轮组件154a与自冷却饮料罐100的下部部分104a一起移动,并以与自冷却饮料罐100的下部部分
104a相同的方式移动,因此当自冷却饮料罐100的上部部分102a和自冷却饮料罐100的下部部分104a围绕自冷却饮料容器100的轴线相对于彼此沿着相反的方向旋转时,切割器组件
152a和驱动齿轮组件154a也围绕自冷却饮料容器100的轴线相对于彼此沿着相反的方向旋转。
[0064] 由于切割器组件152a上的小齿轮209与驱动齿轮组件154a上的环形齿轮227配合,因此当切割器组件152a和驱动齿轮组件154a相对于彼此旋转时,环形齿轮227使得小齿轮209及其轴207转动。轴207的旋转使得切割器211旋转。在典型的实现方式中,切割器组件
152a被定位并构造成使得轴207大致位于第一易碎密封件132和第二易碎密封件150之间的中间位置,由于切割器211的两个区段215a、215b大致彼此为镜像且关于轴207对称(在典型的实现方式中,是这种情况),因此当切割器211旋转(例如,远离基本上水平的构造)时,切割器211最终接触并撕扯(或以其它方式损坏)第一易碎密封件132和第二易碎密封件150,从而打开蒸发器隔室128和干燥剂腔室141之间的流体流动路径/在蒸发器隔室128和干燥剂腔室141之间建立流体流动路径。
[0065] 在蒸发器隔室128和干燥剂腔室141之间建立流体流动路径,使蒸发器隔室128暴露于干燥剂腔室141中显著更低的压力,这导致蒸发器隔室128中的制冷剂(例如,水凝胶)蒸发,从而吸收来自饮料隔室112中围绕蒸发器隔室128的饮料的热量。这快速地且显著地冷却饮料。
[0066] 图4是自冷却饮料容器100b的另一局部截面侧视图。所示出的图包括自冷却饮料罐100a的上部部分102a的反向局部视图,和安装到上部部分102a的基部120的切割器组件152b的替代实现方式。
[0067] 自冷却饮料容器100b的上部部分102a具有易碎密封件132,易碎密封件132覆盖上部部分102a的基部120中的开口。在破裂之前,易碎密封件132防止流体流出(或流入)上部部分102a中的蒸发器隔室(例如128)。切割器组件152b具有切割器211,切割器211安装或集成在可旋转轴205中,并构造成当可旋转轴旋转时切穿易碎密封件132,从而建立通向蒸发器隔室(例如128)的流体流动路径。
[0068] 在所示出的图中,切割器211示出为位于垂直于自冷却饮料罐100的轴线(“A”)的平面中。因此,切割器211的一些特征难以看到。切割器211可具有多种不同的物理构造中的任一种物理构造。在一些实现方式中,切割器211可以如本文所包含的、示出了切割器的任一幅图所示的那样构造。切割器211联接到可旋转轴205(例如,安装在可旋转轴205上,或者与可旋转轴205一体形成),并构造成与可旋转轴205一起围绕可旋转轴205的轴线旋转,且以与可旋转轴205相同的方式旋转。小齿轮209也联接到可旋转轴,也构造成与可旋转轴205一起围绕可旋转轴205的轴线旋转,且以与可旋转轴205相同的方式旋转。可旋转轴205在其相对端部由轴支撑表面203支撑,轴支撑表面203可以是支撑轴205的轴承(或者是支撑轴205的轴承的一部分),同时使得轴205能够围绕其轴线旋转。每个轴支撑表面203是切割器组件152b的刚性环形主体201的一部分或者由切割器组件152b的刚性环形主体201支撑。此外,在典型的实现方式中,刚性环形主体201在面朝下的环形突起122之间粘附到上部部分
102a的基部120(例如,在刚性环形主体201和上部部分102a的基部120之间的接合处具有粘合剂材料)。
[0069] 在所示出的图中示出的自冷却饮料罐100b内的切割器211的构造(即,位于垂直于自冷却饮料罐100b的轴线(“A”)的平面中)是优选构造,直到且除非用户采取有意的动作来启动罐的自冷却功能(例如,通过相对于罐的下部部分104a扭转罐的上部部分102a)。即使在组装自冷却饮料罐100b时也是如此。这是因为如图所示,切割器211构造成使得其远离上部部分102a中的易碎密封件132并(虽然未在图4中示出)远离下部部分104a中的易碎密封件150。这最小化当意图不是开启冷却功能时意外地开启冷却功能的风险。
[0070] 在所示出的图中示出的实现方式具有倾向于使切割器211保持在所示出的位置/构造中的措施。在典型的实现方式中,这些措施使切割器211保持在期望的位置/构造(例如,如图4所示),除非且直到用户故意施加外力以将切割器211推离所指示的位置/构造,例如朝向易碎密封件推动切割器211。这些措施包括形成在刚性环形主体201的表面(面对小齿轮209)中的凹口440、从小齿轮209的侧面延伸出去的突起442、靠近轴205的与小齿轮209相对的端部的凸台444、以及位于凸台444和环形刚性主体201的内表面之间的轴向弹簧446(例如,波形或弹簧垫圈)。在操作中,突起422安装在凹口440中,且轴向弹簧446推压凸台444和环形刚性主体201的内表面,以推动(并有助于保持)突起442与凹口440接合并位于凹口440内。突起442和凹口440之间的接合创建对能够转动的轴的阻力。在典型的实现方式中,通过用户有意地相对于罐100b的下部部分104a向罐100b的上部部分102a施加扭转力,可相对容易地克服该阻力。在典型的实现方式中,当上部部分和下部部分相对于彼此旋转时,突起弹出到V形槽之外,使得上部部分和下部部分能够相对于彼此旋转。切割器组件
152b构造成使得当突起442位于凹口440中时,切割器211如图所示地设置。
[0071] 这些措施(有助于保持切割器211位于图4所示的位置/定向)的具体构造可发生变化。在典型的实现方式中,凹口440呈V形,“V”的低点沿着竖直上下方向延伸。凹口440的顶部可靠近用于轴205的支撑表面孔203(或位于支撑表面孔203处),且在一些实现方式中,凹口440可向下延伸到环形刚性主体201的底部。突起442也可呈V形。突起442可沿着小齿轮209的外圆形侧上的径向线设置。径向线可垂直于当突起442位于凹口440中时切割器211所在的平面。凸台444可以是联接到轴205(例如,安装到轴205或者与轴205一体形成)的实心圆柱形主体。实心圆柱形主体具有的直径大于轴205的直径,并具有接触轴向弹簧的圆形侧面。轴向弹簧446可以是波形垫圈,波形垫圈安装在轴205上并具有沿着轴向方向的“波”,“波”提供弹簧压力(例如,在压缩时,抵靠凸台444和刚性环形主体201的内表面)。通常,波形垫圈的圆形内孔将稍微大于轴205。
[0072] 图5是示例性自冷却饮料罐100c的局部示意性侧向截面图。所示出的自冷却饮料罐100c具有彼此联接的上部部分102c和下部部分104c。上部部分102具有含饮料(例如,啤酒,苏打水等)的内部饮料隔室和含制冷剂(例如,水凝胶)的内部蒸发器单元,当饮料罐的自冷却功能被激活时,制冷剂蒸发以冷却饮料。下部部分102具有内部干燥剂腔室以吸收来自蒸发的制冷剂的水分,并具有内部热沉以吸收来自干燥剂的热量。饮料罐100c的自冷却功能可通过用户将自冷却饮料罐100c的上部部分102和自冷却饮料罐100c的下部部分104沿着相反的方向扭转来激活。
[0073] 当用户将上部部分102和下部部分104沿着相反的方向扭转时,设置在上部部分102和下部部分104之间的激活器组件106c(在图5中部分地示出)通过致动罐100c的自冷却功能来响应于扭转动作。就这一点而言,扭转运动使得切割器211将其定向从第一定向改变成第二定向,在第一定向中,切割器211基本上位于垂直于饮料罐100的轴线的平面中(例如,类似于图4中所示),在第二定向中,切割器211的至少外边缘已冲破易碎密封件(例如,如图5所示)。在所示出的实现方式中,切割器211大致位于经过全摆动的一半处(例如,完全扫除易碎密封件(例如,箔片))。
[0074] 图6是用于切割器组件(例如152a)的刚性环形主体201a的实现方式的透视图。
[0075] 所示出的刚性环形主体201a的大部分具有平坦环形表面(位于所示出的图的底部)、环形外表面、环形内表面、以及在主体201a的直径上相对的侧处具有凸块的表面(位于所示出的图的顶部)。凸块对应于用于轴(例如205)的支撑表面,并容纳用于轴(例如205)的支撑表面。在所示出的示例中,轴支撑表面由位于刚性环形主体201的一侧的插座660和位于刚性环形主体201的相对侧的卡扣轴承662提供。在所示出的实现方式中,插座660仅是刚性环形主体201中的开口或中空部,其形成用于轴215的支架。卡扣轴承662是带有裂开式壳体的轴承,该裂开式壳体使得在组装期间能够抵靠裂开处向下推动轴205并穿过裂开处扣入以与轴承662接合。
[0076] 在所示出的实现方式中,平坦环形底表面示出为分开的表面,分开的表面通过成角度(例如,90度)的拐角而彼此分开。然而,在一些实现方式中,这些表面可组合成一个成形的表面(例如,如图4所示),该成形的表面与罐的上部部分102a的基部120上的对应表面匹配。刚性环形主体201可结合/粘附到罐的基部120。
[0077] 凹口440形成在刚性环形主体201的位于插座660上方的内表面中。所示出的凹口440呈V形,V形的中心(即,凹口的最深部分)从插座660的顶部沿着竖直方向向上延伸。在所示出的示例中,V形凹口440一直延伸到刚性环形主体201上的对应凸块的顶表面。如本文在别的地方所讨论的,V形凹口440构造成接合小齿轮(例如209)的侧面上对应的V形突起。这有助于防止轴205和切割器211在组装、运输和储存期间(在使用之前)不期望的运动(例如,转动)。
[0078] 图7A和图7B是切割器组件(例如152a)的可旋转部分的实现方式的视图。图7C是可旋转部分的替代实现方式。
[0079] 所示出的可旋转部分中的每一个包括轴205。小齿轮109安装在轴205上,并构造成与轴205一起围绕轴205的纵向轴线旋转。此外,切割器211安装在轴266上,且也构造成与轴205一起围绕轴205的纵向轴线旋转。
[0080] 切割器211包括安装到轴205(或者与轴205一体形成)的刚性主体213。切割器211的刚性主体213具有两个镜像区段215a、215b,这两个镜像区段215a、215b从轴266沿着垂直于轴266的纵向轴线的相反方向延伸。每个区段215a、215b具有半圆形外边缘部分,和将半圆形外边缘部分的端部连接到轴266的一对平直部分。由每个相应区段215a或215b和轴266界定的空间是空的。区段215a、215b彼此对齐并沿着公共平面延伸(即,区段215a、215b共面)。在所示出的实现方式中,每个区段215a、215b具有一对锯齿形边缘217,每个锯齿形边缘217远离公共平面延伸。通常,对于每个区段,一个锯齿形边缘面向一个方向,而另一个锯齿形边缘面向另一个方向(例如,与第一方向相反)。在各种实现方式中,锯齿形边缘可围绕一对平直部分和每个半圆形外边缘部分的完整体延伸,或者锯齿形边缘可仅围绕一对平直部分和每个半圆形外边缘部分的一部分延伸。例如,在一些实现方式中,锯齿形边缘仅位于区段215a、215b的半圆形外边缘部分上。
[0081] 图8是自冷却罐(例如100)的下部部分104的实现方式的顶部透视图。下部部分104的顶表面880在结构上相当简单,具有一些小环形波。在一些实现方式中,顶表面880整体(例如,从边缘接缝882到开口148的圆形边缘)是平坦的。在一些实现方式中,顶表面880的大部分可以是平坦的。应注意,上表面880的、紧接围绕(并形成)开口148的圆形边缘的那部分是平坦的。上表面880中围绕开口148的该平坦部分的尺寸可发生变化。在该平坦部分最小时,该平坦部分应足够大,以使得易碎密封件能够密封(利用粘合剂)在开口148上。在该平坦部分最大时,该平坦部分覆盖整个上表面(例如,从边缘接缝882到开口148的圆形边缘)。在示例性实现方式中,该平坦部分跨过的径向距离介于沿着从开口148的边缘884到接缝882的内边缘的平直径向线的距离的5%至40%之间(例如,10%至30%之间,或15%至25%之间)。
[0082] 鉴于前述内容,可以看出,在示例性实现方式中,一次性(例如,单次使用的)自冷却饮料罐由两个主要部件组成,在已组装的构造中,这两个主要部件联接在一起,致动机构位于这两个主要部件之间。这两个主要部件是蒸发器和吸收器单元,蒸发器永久地安装在标准饮料样式罐中,吸收器单元包含标准食品样式罐中的热沉(或吸热器)和蒸汽吸收器(例如,干燥剂)。这些单元中的每一个被抽空并利用中心定位的可撕裂或易碎的箔片来密封。当最终组件完成时,箔片布置成使得箔片隔着间隙(例如,在两个主要部件之间)彼此面对。
[0083] 在最终组件中,致动机构以如下这种方式安装,使得当罐的顶部和底部沿着相反的方向旋转时,两个箔片撕开,使得蒸发器中的水蒸气能够流入吸收器中,水蒸气在吸收器处被冷凝。因为吸收器在比蒸发器中存在的压力低的压力下冷凝水蒸气,所以流动继续,直到所有的水用完,或者干燥剂的吸收能力耗尽。在最佳设计中,两个事件同时发生。在该制冷器中不需要压缩机。
[0084] 在测试性销售设备中,蒸发器安装在饮料罐中、被抽空并密封,然后,将组件送到饮料罐装机,在饮料罐装机处装满、封盖和高压灭菌,以使饮料保质期稳定。然后,使装满的罐移动到最终组件,在最终组件处,罐与吸收器配合。完成的组件的图像在图9中示出。在这种情况下,设法使用特定成形的罐,使可制冷的罐在杂货店货架上可见地显眼。箔片切割组件位于两个抽空部件之间的流动路径的一部分中。箔片切割组件也被抽空。
[0085] 在典型的实现方式中,致动系统采用具有圆形孔的标准平罐盖,这消除了对任何特别设计的盖(具有复杂轮廓)的需要,致动系统只需要致动机构的一部分附接到吸收器罐盖,而其它部分附接到饮料罐基部,饮料罐基部具有匹配的中心孔,使得它们简单地配合。
[0086] 本文描述了自冷却罐的实现方式,可提供自冷却罐的上部部分和下部部分之间的空间,以容纳本文公开的致动系统。这些实现方式是用于当吸收器罐具有平坦或至少基本上平坦的上盖/表面时。替代地,吸收器盖可以在中心设置有简单的凹部,以减小上部部分和下部部分之间的空间。
[0087] 刚性环形主体以及自冷却罐组件的其它部分和自冷却罐组件整体可以以各种方式制造。在一个示例性实现方式中,每个刚性环形主体形成为模制塑料环。在一些实现方式中,完成的制冷器的最终组件需要将切割器安装环与组装在装满的饮料罐的基部中的切割器进行粘结,将具有环形齿轮和O形环的部件粘结到吸收器罐盖,将两者置于真空腔室(真空腔室可实现并示意性地设想成密封箱(具有气密性可关闭的门)和抽吸单元(例如,真空泵,空气喷射器等)中,然后将两者压在一起,同时使组件返回到大气压。在一些实现方式中,就这一点而言,上部部分和下部部分可通过大气压保持在一起(致动器组件位于上部部分和下部部分之间)。经验表明,这两个部分可以在许多年内以这种方式牢固地保持在一起。在真空腔室中产生的真空度可发生变化。然而,在各种实现方式中,真空可以是低真空(例如,(31kPa至110kPa)至100Pa),中真空(例如,<100Pa至0.1Pa),高真空(例如,<0.1Pa‑6 ‑6 ‑9 ‑至1×10 Pa),超高真空(例如,<1×10 Pa至1×10 Pa),或极高真空(例如,低于1×10
9
Pa)。还可能存在其它范围的真空。
[0088] 已描述本发明的多个实施例。然而,应理解,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可进行各种修改。
[0089] 例如,自冷却饮料罐及其部件和子部件的尺寸和形状(包括相对尺寸和形状以及绝对尺寸和形状)可以相当大地变化。例如,刚性环形主体和切割器可具有其它构造。锯齿形边缘可以是能够撕扯或以其它方式损坏易碎密封件的任何种类的切割边缘或其它固体形式。易碎密封件可以是各种不同的材料和尺寸中的任一种,易碎密封件所覆盖的孔也是如此。O形环可以是各种不同的O形环材料中的任一种,且可以被润滑以便于在罐的上部部分和下部部分之间滑动。切割器支撑件可具有不同的构造。例如,切割器支撑件不需要为环形。
[0090] 如本文所提到的,在一些实现方式中,两个部分(上部部分和下部部分)可通过真空保持在一起,这通过将两个部分一起组装在真空腔室中来实现。在示例性实现方式中,用于驱动齿轮组件的注射成型刚性环形主体是单个注射成型盖,单个注射成型盖紧密地安装在下部部分(例如,吸收器罐)的顶部上。该盖可设计成适配下罐的接缝,并包括驱动齿轮和凹部,以尽量在一次模制中获得O形环密封。这与所形成的饮料罐基部一致。在那些实例中,O形环形成滑动真空密封件(即,在两个部分之间保持真空,同时使得这两个部分能够相对于彼此滑动(或扭转)的密封件)。虽然这可以设计成罐边缘上的紧密适配,但是在一些实现方式中,密封件可能需要利用粘合剂或密封剂粘贴,以尽量防止其在部件旋转时滑移。在借助于容纳切割器的空间中的真空将罐的上部部分和下部部分保持在一起的实例中,可以不设置单独的粘合剂或结构特征来沿着轴向将两个部分保持在一起。
[0091] 自冷却罐在本文中描述为容纳待冷却的饮料。然而,自冷却罐可用于几乎冷却任何种类的可冷却物质(例如,任何液体等)。所使用的制冷剂可发生变化。所使用的干燥剂可发生变化。热沉材料(通常是可熔固体材料)可发生变化。
[0092] 组件的上部部分和下部部分描述为罐形状,但是这些部分可采取其它形状。此外,一个或多个内部隔室(例如,蒸发器隔室,饮料隔室,干燥剂隔室和/或热沉隔室)可根据本文公开的具体构造而发生变化。例如,在一些实现方式中,热沉隔室可由包含热沉材料的一串密封袋或密封袋的集合形成,干燥剂在干燥剂腔室中松散地围绕密封袋来填充。
[0093] 切割器可以在任一个面或两个面上设置有齿,使得两个罐相对于彼此的旋转方向互不相关。齿实际上可形成任何种类的切割形状(例如,锯齿等)。
[0094] 凹口和切割器可以颠倒,使得凹口位于小齿轮上,且突起位于支撑元件的表面上。
[0095] 应理解,本文使用的任何相对术语,例如“上”,“下”,“上方”,“下方”,“前”,“后”等,仅旨在清楚地描述所讨论的特定实现方式,并不旨在将这里所描述的内容的范围限制为需要特定位置和/或定向。此外,术语如“水平”,“竖直”等,假设自冷却罐处于正常直立定向。如果设备未以其基部位于水平支撑表面上来放置,则描述为“水平”,“竖直”等的表面、子部件等,可能不是如此定向。因此,应当认为这些术语是描述具体示出的实现方式,而不是另外限制本申请的范围,除非另有指示或声明。除非另有指示和/或声明,否则本文使用的相对术语均不应解释为限制本申请的范围。此外,可以在本文中使用诸如基本上之类的术语和类似词语。除非另有指示,否则基本上和类似词语应广义地解释为完全和几乎完全的意思(例如,对于可测量的量,其意思可以是例如(但不限于)完全,99%或更多,95%或更多,90%或更多,85%或更多,80%或更多,等等)。
[0096] 虽然本说明书包含许多具体实现细节,但是这些细节不应解释为对任何发明的范围的限制,或者对可请求保护的内容的范围的限制,而是应解释为对特定于特定发明的特定实施例的特征的描述。在本说明书中,在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以在单个实施例中组合地实现。相反,在单个实施例的上下文中描述的各种特征还可以在多个实施例中分开实现,或者以任何合适的子组合实现。此外,虽然特征可以在上文描述为以特定组合起作用,甚至最初是如此声明,但是在一些情况下,来自所请求保护的组合的一个或多个特征可以从组合中删除,且所请求保护的组合可以针对子组合或子组合的变化。
[0097] 类似地,虽然在本文中公开了操作和/或过程以特定顺序发生,但是这不应理解为要求这些操作以所示出的特定顺序执行或者以先后顺序执行,或者要求执行所有指示的操作以实现期望的结果。在某些情况下,多任务或并行处理可能是有利的。
[0098] 其它实现方式在权利要求的范围内。

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