一种底部外力反向刺破的单杯结构的制作方法

本发明实施例涉及饮品容器技术领域，具体涉及一种底部外力反向刺破的单杯结构。

背景技术：

单份饮料冲泡系统可以使用饮料制备机和单杯/单份胶囊(以下简称单杯胶囊)来形成单份饮料。在市场中单杯胶囊常用的实例包括制作咖啡，浓咖啡，卡布奇诺，茶，牛奶和可可饮料，同样也用于其他的饮料和食物中，如汤。单杯胶囊预先包装有水溶性饮料成分，并在使用前密封。在使用中，在将胶囊放入饮料制备机后刺穿胶囊，以形成用于注入的水性介质的入口，使胶囊内的水溶性饮料在内部蓄积一定压力下发生内部搅动并充分溶解，再经胶囊杯底的出水口流出，形成风味香醇的饮品。但是传统的单杯胶囊均是注水一定时间后承压层被刺破出水，制备饮品的时间较长，而且出水后温度较高，需要长时间等待，无法满足现在快生活的需要，因此需要一种高效率的单杯胶囊。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种底部外力反向刺破的单杯结构，以解决现有技术中使用水压刺破出水而导致出液效率低问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种底部外力反向刺破的单杯结构，包括杯体，所述杯体内从上到下依次设有上封口膜、承压层、滤水盘；所述滤水盘的承压侧设有引流腔及覆盖引流腔的承压层，所述滤水盘上位于引流腔内设有导流装置及容纳导流装置的通孔；

所述导流装置包括尖端朝向承压层的针刺以及连接针刺与滤水盘的弹性连接体，所述弹性连接体受外力作用下可发生塑性形变或弹性形变，同时带动针刺朝向承压层移动，在所述弹性连接体与通孔之间还设有承压出水件，该承压出水件受外力作用发生弹性形变，在该承压出水件上设有出水孔。

进一步的，所述弹性连接体包括固定针刺朝向承压层的支撑部，所述支撑部的两侧均通过弹性部连接滤水盘。

进一步的，所述弹性部设有弧形体或波浪形体。

进一步的，所述弹性连接体的出液侧设有反向筋骨。

进一步的，所述反向筋骨的顶端为圆弧顶。

进一步的，所述滤水盘的出液侧设有外壳，所述外壳与滤水盘之间设有出液腔，所述外壳受到外力作用可发生塑性形变或弹性形变，其形变方向为朝向滤水盘移动，所述外壳发生形变的同时推动弹性连接体一起发生形变。

进一步的，所述外壳的外端固定连接滤水盘，所述外壳上位于其形变后对应弹性连接体的区域设有第一弧形壳体。

进一步的，所述弹性壳体上位于第一弧形壳体的两侧均设有至少一个第二弧形壳体。

进一步的，所述滤水盘的出液侧设有支撑外壳内端的支撑筋骨。

进一步的，所述刺针包括头部与身部，所述头部的截面宽度大于身部的截面宽度。

进一步的，所述引流腔内设有过滤层，所述过滤层上设有与刺针配合的刺针孔，所述过滤层上设有若干过滤小孔。

进一步的，所述底部外力反向刺破的单杯结构应用于单杯胶囊。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例所述的一种底部外力反向刺破的单杯结构在滤水盘内设置导流装置，将杯体放入到胶囊机上，胶囊机的底部装置对外壳实施竖直向上的作用力，导流装置受到底部向上的外力作用下发生形变，带动刺针向上移动，直到刺破承压层。然后胶囊机的注水管插入封口膜，向杯体内注水，在进行饮品的冲泡，冲泡好的液体穿过引流腔的孔洞、缝隙流出。实现了先形成出液通路，在注水溶解，使饮品液在温度最高的时候就流出，当到达杯中时保持高温，出液效率高，速度快，而且可防止大量高温水的堆积，制备完成的饮品温度适中，短时间就可饮用，能够满足快生活的需求。

本发明实施例所述的一种底部外力反向刺破的单杯结构与传统塑料杯体热成型模具相比，节省开模费用，仅需冲切成型模具，开模简单，节约模具开模费用，并且纸材比塑料材料更便宜，成本更低。

本发明实施例所述的一种底部外力反向刺破的单杯结构通过设置机械外力刺破使得刺破过程更稳定，通过设置承压出水件可以实现萃取完成后的杯体排出、出水孔需要压力打开防止漏液以及承压冲泡的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为应用于本发明实施例提供的一种底部外力反向刺破的单杯结构的单杯胶囊的爆炸图；

图2为本发明实施例提供的一种底部外力反向刺破的单杯结构的产品正向结构图；

图3为图1中产品反向结构图；

图4a为本发明实施例提供的一种底部外力反向刺破的单杯结构的局部放大图；

图4b为本发明实施例提供的一种底部外力反向刺破的单杯结构的局部放大图；

图5a为图4所述的单杯胶囊未安装在胶囊机上的全剖图；

图5b为图4所述的单杯胶囊安装在胶囊机上的全剖图；

图6a为图5a中外壳与反向筋骨刚接触时的状态图；

图6b为另一种外壳与反向筋骨刚接触时的状态图；

图6c为图5b中外壳与反向筋骨的状态图。

图中：

1、杯体；2、封口膜；3、滤水盘；4、承压层；5、引流腔；6、刺针；7、头部；8、身部；9、基台；10、过滤层；11、弹性连接体；12、支撑部；13、弹性部；14、反向筋骨；15、外壳；16、外端；17、内端；18、第一弧形壳体；19、支撑筋骨；20、第二弧形壳体；21、分水膜；22、萃取腔；23、饮品物料；24、通孔；25、承压出水件；26、刺针孔；27、出水孔。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。

如图1、图2所示，所述底部外力反向刺破的单杯结构包括杯体1，杯体1的顶部开口设有封口膜2，封口膜2下方设有分水膜21，分水膜21上设有若干小孔，供注入的水均分流入杯体1内，杯体1内储存饮品物料23的溶剂或粉末，杯体1的底部与滤水盘3通过超声波焊接，再将易撕型铝箔热封焊接滤水盘3，使得滤水盘3和承压层4将杯体1分为上下两个密闭的隔室。

具体使用时，将杯体1放入到萃取腔22上，萃取腔22的底部装置对外壳15实施竖直向上的作用力，促使外壳15发生形变，带动刺针6刺破承压层4后停止。然后萃取腔22的注水管插入封口膜2，向杯体1内注水，在进行饮品物料23的冲泡，冲泡好的液体穿过引流腔5的出水孔27流出。

所述滤水盘3的一侧为承压层4，另一侧为出液侧，所述滤水盘3的承压侧设有引流腔5，以及覆盖引流腔5的承压层4。所述承压层4优选为易撕铝箔或其他应用食品领域易刺透材质。

结合图2和图3所示，滤水盘3上位于引流腔5内设有导流装置及容纳导流装置的通孔24，所述导流装置包括尖端朝向承压层4的针刺以及连接针刺与滤水盘3的弹性连接体11。通孔24略大于导流装置，使弹性连接体11与滤水盘3之间存有过液缝隙，该过液缝隙上由承压出水件25封闭，该承压出水件为硅胶材料制成的膜状结构，在该承压出水件上设有出水孔27供液体穿过滤水盘3。所述弹性连接体11受外力作用可发生塑性形变或弹性形变，同时带动针刺沿作用力的方向移动，该移动方向为刺针6尖端朝向承压层4移动，实现刺针6刺破承压层4。本实施例中所述弹性连接体11的塑性形变材料为食用级pp/abs(即食用级聚丙烯食用级/abs塑料)，所述弹性连接体11的弹性形变材料为食用级，邵氏硬度高于90a的tpe(即thermoplasticrubber的缩写tpe，中文名称为热塑性弹性体)。

该承压出水件25在弹性连接体11收外力作用发生形变的同时发生形变，而根据设置承压出水件25存在两种形变情况：其一为在弹性连接体11形变后承压出水件25仅发生形变未受到拉伸，在该种情况下则能满足正常萃取的功能；

其二为在弹性连接体11形变后，承压出水件25同时发生拉伸形变，那么通过设置该承压出水件25的拉伸形变量则可在完成萃取打开萃取腔22后由该拉伸形变提供一个恢复形变的力，使得弹性连接体11复位，在弹性连接体11复位后，反向筋骨14给萃取腔22底部一个反向作用力则可以使完成萃取后的杯体1弹出，便于将萃取完成的后的杯体1取出。

当单杯胶囊安装到萃取腔22后，萃取腔22底部机构会将向上的作用力作用在反向筋骨14的底部，反向筋骨14给弹性连接体11提供作用力带动刺针6刺破承压层4，但这时胶囊内部未注水，粉剂会随着刺破的孔洞落入到引流腔5内，之后注水时，最先流入引流腔5的液体会在粉剂融化之前将其带出，使其丧失饮品的风味，严重降低产品效果，因此下面4个实施例以解决该问题：

实施例1、如图4a所示，所述刺针6包括头部7与身部8，所述头部7的截面宽度大于身部8的截面宽度，优先的技术方案为头部7呈锥形体，身部8呈柱状体。刺针6头部7刺破承压层4，由于头部7上小下大，头部7会暂时封堵住承压层4的孔洞，直到注水后，水先溶解粉剂，同时承压层4受压向下移动，压力过大后承压层4向下移动脱离刺针6的头部7，来到身部8，身部8的截面宽度小于头部7的截面宽度，使承压层4与刺针6之间孔洞瞬间恢复，使液体最大量流出，保证了出液的效率，实现了粉剂先溶解后流出。

实施例2、所述引流腔5内设有过滤层10，所述过滤层10上设有与刺针6配合的刺针孔26，所述过滤层10的孔径小于饮品粉剂颗粒的大小。传统的刺针6多为顶部尖锐的柱状体或锥形体，当刺针6刺破承压层的过程中，刺针6穿过刺针孔后刺针6的下部会封堵住刺针孔26，从而防止溶解不了或未溶解的粉剂从刺针孔26中流出，保证了过滤层的有效性，解决了上述问题。

实施例3、如图4b所示，结合实施例1与实施例2，实施例1中刺针6的底部设有一个截面宽度大于刺针孔26的基台9，基台9为柱状体或锥形体，使刺针6穿过刺针孔26后位于刺针6底部的基台9封堵住刺针孔26，实现对刺针孔26的封堵，及保证了出液效率，也解决了粉剂掉落的问题。

实施例4、承压出水件25为硅胶材料制成的薄膜，出水孔27设置在该承压出水件25上，通过将出水孔27设置成毛细通道，在承压出水件25未受到压力时出水孔27孔径处于关闭状态，在开始注水后，承压出水件25上的出水孔27受到水的压力发生弹性形变打开开始出水，在停止注水后，出水孔27失去水的压力则该出水孔27慢慢关闭。通过选择该承压出水件25硅胶材料的厚薄以及材质弹性以及设置出水孔27的孔径大小和出水孔27的数量即可以设置出水孔27打开所需的压力值。

所述弹性连接体11包括固定针刺尖端朝向承压层4的支撑部12，支撑部12所述支撑部12优选为两侧受力平衡的对称结构，如平台，所述支撑部12的两侧均通过弹性部13连接滤水盘3。所述弹性部13依据材料、形状的不同，其受外力作用下可发生塑性形变或弹性形变，如弹性部13设为弧形体，未受到外力作用时，弹性部13向出液侧倾斜，支撑部12受到外力作用朝向承压层4移动，移动的同时会挤压两侧弹性部13，两侧弹性部13先压缩，当支撑部12移动一定距离后，弹性部13反向弯折，形成新的平衡，从而发生塑性形变。又如弹性部13为波浪形体，未受到作用外力时，波浪形体水平收缩，当收到使其发生形变的外力所用后，支撑部12向承压侧移动，波浪结构打开，波浪变得平缓，弹性部13延伸，以满足支撑部12与滤水盘3之间的距离变化，实现支撑部12移动的同时不会脱离滤水盘3。

所述弹性连接体11的出液侧设有反向筋骨14。反向筋骨14用于缩短弹性连接体11的作用面与作用装置之间的距离，在达到弹性连接体11相同移动效果下减少作用装置的移动距离，满足有限空间的要求。由于反向筋骨14的受力面小，因此要求作用力方向与刺针6移动方向之间的夹角a小，作用装置需要实施比较准确的最用力，优选为夹角a为0°，防止夹角a过大导致弹性连接体11两侧受力不均，使刺针6歪向一边、无法刺破承压层4的问题。所述反向筋骨14的顶端设为圆弧顶，便于作用装置在施加作用力时调整作用力的方向。如由于空间限制，作用装置以一点为圆心做旋转运动，从而推动弹性连接体11移动，如图6a所示，作用装置刚接触反向筋骨14时两个方向之间产生夹角a，随着作用装置的旋转，夹角a逐渐缩小，如图6c所示，最终夹角a为0°；或者，如图6b所示，作用装置设有与反向筋骨14相契合的弧形结构，无论作用装置位于什么位置，接触位置均为反向筋骨14的顶点，两个方向的夹角a始终为0°。

所述作用装置可单独装置或与滤水盘3固定连接的装置，本实施例中以后者为例，作用装置为位于滤水盘3的出液侧且包覆滤水盘3的外壳15，所述外壳15可固定在滤水盘3上或单杯胶囊等其他结构上。所述外壳15与滤水盘3之间设有出液腔，所述外壳15的外端16固定连接滤水盘3，其内端17受到外力作用后，外壳15根据材料的不同可发生向内凹陷的塑性形变或弹性形变，具体为内端17以外端16为固定点向滤水盘3移动，在形变过程中外壳15会对反向筋骨14施加作用力，反向筋骨14带动弹性连接体11与刺针6一同向滤水盘3的承压层4移动。

如图5a所示，所述外壳15施加作用力的区域设有第一弧形壳体18，实现无论外壳15位于什么位置，接触面均为反向筋骨14或弹性连接体11的顶点，作用力方向与刺针6移动方向的夹角a始终为0°。具体的，当外壳15发生形变的过程中，第一弧形壳体18包裹在反向筋骨14或弹性连接体11的底部，使作用力与弹性连接体11的移动方向同向，然后外壳15在外力作用下外壳15内端17继续旋转，推动反向筋骨14、弹性连接体11同步移动，在形变过程中反向筋骨14、弹性连接体11的作用点未变化，保证了二者形变过程中作用力的稳定。

所述滤水盘3上设有用于支撑外壳15内端17的支撑筋骨19。支撑筋骨19高低决定了形变后内端17的高低位置，根据两线决定一个平面原理，内端17与外端16之间的相对位置决定了形变后外壳15的倾斜程度，即外壳15作用面的倾斜程度，作用面的倾斜程度决定了作用力的倾斜程度，支撑筋骨19调节内端17的高低位置，使外壳15的作用面垂直于刺针6的移动方向，如图5b所示，保证了两个方向夹角a为0°，防止刺针6歪向一边无法刺破承压层4的问题。

所述弹性壳体上位于第一弧形壳体18的两侧均设有至少一个第二弧形壳体20。外壳15受外力作用形变时，第一弧形壳体18逐渐平缓形成平面壳体，平面壳体会两侧延伸，第二弧形壳体20能够在不增加内端17与外端16之间长度的情况下吸收平面壳体的延伸，平衡外壳15整体的内应力变化。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。