发明内容
结合上下文，本发明的一些实施方式的目的在于提供一种自行冷却的饮料容器，该容器用于减少、缓解或消除上述说明的本领域的一个或多个缺陷以及单独或任意结合存在的缺点。
根据一些实施方式的理念是提供一种用于容纳温度改变装置的顶盖。
根据一些实施方式的其它理念是提供一种用于能够在现有的制造线上制造的饮料容器的顶盖，所述饮料容器还能够在使用巴氏灭菌处理的情况下加以使用。
根据一些实施方式的其它理念是提供一种用于饮料容器的顶盖，所述饮料容器能够以成本效率的方式使饮料有效地得以冷却。
根据一些实施方式的另外的理念是提供一种用于饮料容器的顶盖，其中，所述顶盖的所有组成部件都是可回收的。
根据本发明的第一方面，提供一种用于密封圆筒形饮料容器的开放端的顶盖。该顶盖包括具有中空主体的板，该中空主体形成用于温度改变装置的空腔，该空腔从位于所述板的第一侧上的开放端延伸到封闭的底端。
所述中空主体可以具有锥形形状，从而有利于将多个顶盖相互叠放，以减少运输和存放所需的空间。
所述顶盖还可以包括用于密封所述中空主体的所述开放端的第二盖，其中，该第二盖包括突起和至少一个通孔，该突起设置在所述第二盖的面对所述中空主体的内部的侧部上。因此，能够以简单而有效的方式提供排放冷却流体以及启动冷却处理。
所述突片可以在所述第二盖上延伸，以保持所述第二盖覆盖在所述中空主体的所述开放端上。因此，能够排除使用粘结剂或其它外部紧固件，从而降低制造成本。
所述中空主体的内部容积可以小于所述饮料容器的内部容积的15％，这有利于仅需要减小饮料体积的很小部分，以提供有效冷却。
所述中空主体的外表面可以是粗糙的，这有利于提供与饮料之间的较大的接触面积，从而提高冷却效率。
所述顶盖还可以包括温度改变装置，该温度改变装置具有容器、喷雾阀和致动件，所述容器封装压缩流体，所述喷雾阀连接于所述容器的出口并能够在打开位置和关闭位置之间移动，所述致动件用于启动所述流体喷雾的分配。所述致动件包括第一构件和第二构件，所述第一构件连接于所述喷雾阀，所述第二构件连接于所述容器，当所述阀位于所述打开位置时，所述第一构件固定连接于所述第二构件。所述温度改变装置设置在所述顶盖的所述中空主体内，使得所述致动件的所述第一构件邻近所述空腔的封闭端的内表面设置。因此，能够在所述顶盖内设置外部冷却装置，以提高有效的冷却。
所述致动件的所述第一构件可以包括中部和至少两个腿状件，所述中部连接于所述阀，所述至少两个腿状件从所述中部朝向所述致动件的所述第二构件延伸，其中，每个腿状件包括用于与所述第二构件接合的钩状件。这有利于手动启动冷却处理，并能够自行保持冷却处理直到冷却完成。
根据本发明的第二方面，提供一种饮料容器。该饮料容器包括根据本发明的第一方面的顶盖。
根据本发明的第三方面，提供一种用于提供密封圆筒形饮料容器的开放端的顶盖的方法。该方法包括在所述顶盖的板中限定中空主体的步骤，其中，所述中空主体形成从位于所述板的所述第一侧上的开放端延伸到封闭端的空腔。
本发明的第四方面涉及一种用于饮料的容器，该容器具有圆筒形壁、封闭的顶端和底端，其中，所述顶端通过第一盖密封，该第一盖包括外部空腔，该外部空腔具有开放的顶端和封闭的底端，所述空腔在所述容器的内部空腔内延伸，所述容器还包括用于密封所述外部空腔的所述顶端的第二盖以及用于冷却所述饮料的温度改变装置，其中，所述温度改变装置设置在所述外部空腔内。
本发明的还另一方面涉及一种制造用于冷却饮料的容器的方法，该饮料容纳在所述容器内，所述方法包括：制造所述容器，所述容器具有开放的顶端和与该顶端间隔设置的封闭的底端；制造第一顶盖，该第一顶盖具有空腔，该空腔具有开放的顶端和封闭的底端，并且所述空腔从所述顶端延伸规定的长度；用饮料灌装所述容器；通过使用所述顶盖密封所述顶端来密封所述容器，其中，所述空腔在所述容器内延伸；制造用于密封所述空腔的所述开放的顶端的第二顶盖；制造包括出口阀的冷却装置；将所述冷却装置设置在外部空腔内；用所述第二盖密封所述空腔的所述顶端。
具体实施方式
本发明的实施方式主要涉及饮料容器10的顶盖14。顶盖14被设计为该顶盖14能够与用于冷却封装在容器10中的不同类型的饮料(例如啤酒、软饮料和冰茶)的温度改变装置11一起使用。一种优选的实施方式涉及一种便携式容器10(例如普通的啤酒罐)，该便携式容器10包括顶盖14和温度改变装置11。但是，应该理解的是，本发明也同样适用于不能携带的较大的饮料容器。但是，为了进行清楚且简单的说明，本说明书中描述的大多数实施方式涉及普通的啤酒罐。
下文将参照表示本发明实施方式的附图更充分地说明本发明的实施方式。但是，本发明可以通过多种不同的形式实施并且不应理解为仅限于本文说明的实施方式。相反地，提供这些实施方式用于充分、完整地公开并使本领域技术人员能够充分理解本发明的范围。相同的附图标记始终表示相同的元件。
图1显示根据本发明的第一实施方式的容器10的截面图。容器10具有大致为圆筒形的壁16，该圆筒形壁16的一端通过底盖15封闭。另外，容器10具有顶盖14，该顶盖14具有板20、刻划部分17和限定空腔的中空主体12。突片(未显示)连接于板20的外表面，并用于通过破坏刻划部分17而在板20上开设孔。顶盖14由片材形成，中空主体12在周壁16内沿容器10的纵向轴线延伸。容器10的周壁16、顶盖14和底盖15一起限定管状主体18，饮料封装在该管状主体18中。
在中空主体12内部设置有温度改变装置11。该温度改变装置11包括封装流体混合物的压缩流体容器(pressurized fluid container)41，该流体混合物含有CO2，作为其主要成分。容器41的出口设置有喷雾阀43。致动件45连接于阀43并连接于容器41。
参照图2，中空主体12设置在板20的中心。但是，本领域技术人员应该理解的是，可以对中空主体12在顶盖14内的位置做出改变。中空主体12具有封闭的底端15和开放的上端21。
主体12通过第二盖30密封，该第二盖30将进一步参照图3和图4予以说明。第二盖30设置在板20的外表面上并通过第二盖30的周向突出边缘35而延伸至中空主体12内。突起32设置在第二盖30的内表面的中心位置上。该突起(例如旋钮)与第二盖30一体形成。另外，第二盖30包括延伸穿过第二盖30的至少一个排放孔31。
参照图1和图5，致动件45包括连接于阀43的第一构件46和连接于容器41的第二构件47。第一构件46具有中心部分48和三个腿状件49，该中心部分48设置在阀43的推杆(stem)44上，三个腿状件49从中心部分48朝向第二构件47延伸，如图1所示。每个腿状件49的端部设置有钩状件50。腿状件49沿中心部分48的周向设置，以120°角度均匀间隔设置。所述腿状件的外部与温度改变装置11的容器41的内表面对齐，从而使得设置在腿状件49之间的空间在分配流体混合物时用作喷雾引导件。第二构件47包括设置在容器41的下部的环状部分。该环状部分的上部设置有凹口51。
下面将说明根据一种实施方式的用于冷却饮料的方法。
当用于饮料容器10的破坏或打开机构(即用于破坏刻划部分17的突片)压在第二盖30上时，第二盖30的形状改变为凹陷的形状，该凹陷的形状通过第二盖30的突起(knob)32朝向中空主体12的底部向下推压温度改变装置11的容器41。该移动迫使阀43的推杆44缩回至释放位置，这使得阀43打开。因此，可以通过阀43放出喷雾。当阀43的推杆朝向所述释放位置移动时，致动件45的第一构件46会沿朝上的方向朝向容器11移动。当第一构件46的腿状件49到达第二构件47的凹口51时，每个腿状件49的钩状件50将与凹口51接合。因此，用户推压突片将听到咔哒声音，当用户释放突片时，也能够防止阀43的推杆移动回到延伸位置(即所述阀关闭的位置)。因此，阀43将保持打开，直到温度改变装置11的容器41内部的压力低到足以停止分配喷雾的程度。
当容纳在温度改变装置11的容器41内部的CO2或任意其他流体混合物通过阀43流动时，CO2气化并能够使出口温度约为-73℃。
CO2在5.1atm.以下的压力下不会以液态存在。在1atm.下，在-78℃以下的温度时，CO2是固态。在其固态下，CO2通常被称为干冰。在其气态下，CO2是空气重量的1.5倍，因此，如果将CO2释放到空气中，CO2会在较低的高度处聚集。1kg干冰的冷却能力大约是2kg普通冰的冷却能力。如果进行快速压缩，在压力下存放的气态或液态CO2会通过自动冷却过程而形成干冰。因此，理论上(如果是最优化地释放)，6.69g CO2能够在大约60秒内使45cl饮料的温度降低15℃。
图1所示的饮料容器10被设计为具有与标准的50cl便携饮料罐相同的外部尺寸和形状。但是，中空主体12的存在会减小饮料容器10的内部容积。中空主体12会占用该容积的10％，在50cl饮料容器的情况下，这相当于5cl饮料。在其它实施方式中，中空主体12的容积可以是饮料容器10的内部容积的5％-15％。由于外部尺寸与传统的饮料罐相同，每个罐都可以在现有的灌装线上使用和灌注。相应地，中空主体12的长度可以是115mm，其直径可以是38mm。
也可以使用其它尺寸的饮料容器10。该尺寸可以与商业上可以获得的容器的尺寸一致，例如33cl、33.5cl(12U.S.fl.oz.)或者44cl(14.9U.S.fl.oz.)。
温度改变装置11的喷雾容器41的直径可以是20mm-35mm，优选是22mm，并且该容器41可以容纳5cl流体混合物，该流体混合物含有CO2作为其主要成分。该喷雾容器41能够处理至少为70bar的内部压力。连接于喷雾容器41的喷雾阀43能够处理至少为50bar的内部压力。作为一种预防安全措施，喷雾阀43形成为在内部压力超过50bar时自动释放。
在一种实施方式中，温度改变装置11的喷雾容器41包括流体混合物，该流体混合物含有CO2作为其主要成分。该流体混合物可以根据目前的环境要求而设计为无毒的。另外，该流体混合物可以设计为具有与纯CO2相近的沸点，但是临界点比纯CO2高。
在另一实施方式中，温度改变装置11的喷雾容器41封装有大约6、7g的流体混合物。容器41的尺寸设计为该容器41内部的压力在温度高于50℃时不会超过50bar。
下面将说明顶盖14、第二盖30和温度改变装置11的不同实施方式。
中空主体12可以具有管状，中空主体12的封闭的底端22可以是平面的、突起的、凹陷的或其它任意形状。中空主体12还可以具有锥形的轮廓，从而使底端22的尺寸小于上部开放端21。另外，中空主体12可以与板20一体形成。在另一种实施方式中，板20具有冲孔，具有上部开放端21的中空主体12连接于该冲孔的周围。
中空主体12的外表面(即与封装在容器10内的饮料接触的表面)可以是粗糙的。另外，中空主体12的内表面也可以是粗糙的。
板20可以包括围绕中空主体12的开放端21的槽(未显示)。该槽用于安装第二盖30，以密封开放端21。第二盖30可以固定连接于所述槽，或者，所述第二盖可以通过所述突片而连接于板20，所述突片在第二盖30上延伸，以将第二盖30保持在开放端21上。
第二盖30可以是凹陷的，使得第二盖30不会在顶盖14的外部的上方延伸。这有利于防止在例如搬运或存储过程中意外地启动驱动件32。
阀43可以包括用于在放出气体混合物的过程中提供振动的膜(未显示)。因此，该振动膜将防止阀出口的堵塞。阀43还可以形成为在大约60秒内分配温度改变装置11的喷雾容器41内的容纳物的大部分。在一种优选的实施方式中，在60秒内，优选在30-60秒之间，分配51％的气体混合物容纳物。
温度改变装置11的喷雾容器41、阀43和致动件45各自由已知的传统材料制成，优选由塑料和/或铝合金制成，以适应目前的回收处理。
图6至图9中显示顶盖的其它实施方式。其中，阀用附图标记13表示。这些实施方式中的其他元件与参照图1至图5使用的附图标记相同。
可以通过根据第一实施方式的方法提供顶盖14。该方法包括形成具有刻划部分17的板20的步骤。然后将突片连接于板20的第一侧，其中，所述突片用于通过破坏刻划部分17而在板20上开设孔。在这之后，在板20中限定中空主体12，其中，中空主体12形成空腔，该空腔从板20的第一侧上的开放端21延伸到封闭的底端22。
饮料容器10还可以通过提供具有封闭的底端和开放的上端的管状主体18来组装。接下来，用某种饮料灌注饮料容器10。然后将顶盖14安装在饮料容器10上，并用顶盖14密封饮料容器10。包括阀43和致动件45的温度改变装置11单独安装并插入顶盖14的中空主体12中。因此，致动件45的腿状件49与中空主体12的底端22的内表面对齐。然后，将第二盖30设置在中空主体12的开放端21的顶部上。最后，旋转已经连接于板20的突片，使得该突片在第二盖30上延伸。因而，第二盖30通过突片而保持在适当的位置上。
所述制造方法的有利之处在于，该方法可以用于现有的使用巴氏杀菌处理的生产线。这是因为用巴氏杀菌饮料灌注饮料容器10后插入温度改变装置11，并通过顶盖14密封。另外，饮料仅暴露于顶盖14的内表面，该顶盖由与用于现有已知的饮料容器的盖相同的材料制成。
在一种实施方式中，饮料容器10的外表面可以用热敏涂料喷涂，该热敏涂料会指示出冷却处理何时完成。这种涂料可以例如周向地设置在饮料容器10上。因此，用户可以在打开饮料容器10之前觉察到温度分布是否均匀，以及温度是否达到了预定值。
除非另有限定，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)都具有本领域任一技术人员通晓的含义。还需要理解的是，本文中使用的术语应当被理解为具有与本说明书上下文和相关领域中的相关含义，而不应理解为理想的或抽象的形式上的意义，除非文中特别进行了这种限定。
上文已经说明了本发明的原理、优选实施方式和操作方式。但是，本发明应当作为示意性而不是限制性理解，并且本发明不仅限于上述具体的实施方式。本发明的各种实施方式的不同特征可以以明确说明的结合方式以外的其它结合方式进行结合。因此，应该理解的是，本领域技术人员在不脱离由附带的权利要求所限定的、本发明的范围的情况下对这些实施方式做出改变。