德国 GTV PF 系列热喷涂粉末送粉机

—— 双锥容器 + 旋转环槽送粉盘 + 抽吸单元的容积式精确送粉系统

1  产品概述

PF 系列粉末送粉机是德国 GTV 公司（GTV Verschleißschutz GmbH，位于德国莱茵兰-普法尔茨州卢肯巴赫）面向热喷涂与激光加工开发的精密粉末计量给料设备。GTV 自 1982 年成立以来专注于热喷涂产品与技术，其 PF 系列送粉机是经典的 PT Twin 送粉系统的改进型，该系统已在热喷涂领域经受 30 余年应用验证，广泛用于等离子喷涂、粉末火焰喷涂与超音速火焰喷涂（HVOF）工艺，并凭借高送粉精度在激光熔覆与增材制造应用中受到青睐。截至目前，GTV 送粉机已在全球市场交付 5000 余台。

PF 系列采用盘式容积送粉原理：粉末在容器中经铺粉器定量填充至旋转送粉盘的矩形环槽，再由载气经抽吸单元吸出并送入喷枪或激光熔覆头，送粉率与送粉盘转速线性相关，可在低送粉率下保持高精度与高重现性。设备可配置 1 至 4 个送粉单元并行工作，支持多种粉末同时或混合送粉，适用于金属粉末、陶瓷粉末、碳化物等各类热喷涂与激光熔覆粉末。

2  工作原理与送粉机制

PF 送粉机的送粉单元（hopper）主要由容器与带矩形环槽的送粉盘两部分构成。容器采用双锥结构：第一锥的上半部保证粉末向下流动，下半部防止粉末因自重被压实，同时避免粗细颗粒分离或不同密度混合粉发生偏析；第二锥位于第一锥下半部的正下方，通过铺粉器（spreader）将粉末以一致的水平高度填充到旋转的矩形环槽中。

送粉盘旋转将填满粉末的环槽输送至容器对侧，载气经喷嘴状抽吸机构（suction unit）将环槽内的粉末吸出，再经防静电软管送入消费端（喷枪或激光加工头）。参数设置准确时，环槽旋转通过抽吸单元后即被完全清空，保证每次送粉量的稳定。送粉率与送粉盘转速的闭环控制值线性成正比，盘转速可在 0〜10 RPM 范围内以 0.1 RPM 的步进设定。

设备工作时，容器处于轻微加压状态（标准型最大 3.5 bar，可选最高 15 bar／214 psi 高压型），气体仅能从抽吸单元离开容器，载气流量可用来调节粉末颗粒的出口速度；为获得无脉动、连续稳定的送粉，容器内必须保持最小气体流量。送粉盘提供不同槽深与槽宽的规格，配合 L（流动性好）、NL（流动性差）等铺粉器／抽吸单元组合，可实现 0.1 g/min 至约 300 g/min 的宽范围送粉率，送粉精度极高（±1%，相对最大送粉率）。

3  结构与组成

PF 送粉机主要由送粉单元（hopper）与承载送粉单元的基座单元组成：基座单元内部安装 PLC 控制器（Siemens S7）与送粉单元驱动机构，hopper 为独立模块，可通过不同基座单元实现 1 个或 2、3、4 个送粉单元的并行标准化控制，也可按客户要求定制专用机柜。设备整体采用符合人体工学的钢板外壳，底部装有脚轮，构造高度兼顾料仓加粉与前面板 HMI 操作的便利性，可见部件均经粉末喷涂或阳极氧化处理。

控制方面，标准型送粉机为独立式设备，自带 PLC 与显示：前面板采用 Siemens 彩色触摸屏（TP177／KTP700，7 英寸）用于设定与显示送粉盘转速、搅拌器速度等全部相关参数，参数也可经过程控制面板的显示器输入；每条送粉线配备变面积流量计，用于目视检查载气流量；设备设有外部控制接口，可接入机器人等外部控制系统。送粉单元的主要可见部件采用丙烯酸玻璃，便于直接观察粉末流动状态。

4  产品系列与规格

PF 系列按送粉单元数量分为双单元、三单元与四单元机型，型号中的两组数字分别表示驱动单元数与备用单元数：驱动单元即配置搅拌器、可独立工作的送粉单元，备用单元用于存放备用粉末，便于快速更换粉末类型。型号带 W 的机型为称重减量控制型（weight loss control），每个送粉单元配备称重传感器；型号带 LC 的机型为低成本版本，采用变频器代替 PLC 控制送粉盘转速，转速仅以设定值显示在简易显示屏上。

5  特性与优势

PF 系列送粉机以盘式容积送粉原理（铺粉／抽吸）为基础，提供精确且可重复的送粉率，主要特性与优势包括：适用于所有类型粉末（各种颗粒形貌）；主要部件采用丙烯酸玻璃，可对粉末流动进行出色的目视控制；称重减量控制型可将送粉过程可视化并文档化（送粉率以 g/min 或 lbs/min 显示、容器余量以 0.1kg／0.1lb 显示，并支持公差范围与工艺停机限值设定）；提供 1.5L、5L 等多种料仓容量（0.3L 激光专用型按需提供）；磨损件少，维护要求低；工作不受外部环境因素影响；混合粉不会发生偏析，无细粉颗粒沉降分离；补粉操作简便；系统历经热喷涂（TS）、激光熔覆与等离子转移弧焊（PTA）等工艺数十年验证。

设备标准型基础部件按最大进排气压力 3.5 bar 设计，可选配最高 15 bar 工作压力的高压型；高压容器采用重型增强铝制造。还可提供分体式结构版本，即将控制器与带驱动电机的容器分装于独立机柜，以适应机床集成等安装条件。需要注意的是，更换粉末类型及随之而来的系统清洗相对其他送粉系统较为费时；对于频繁更换粉末类型（如金属粉末与陶瓷粉末交替使用）的用户，建议添置额外送粉单元以缩短换粉时间。

6  可选配置

PF 系列送粉机提供丰富的选配项，以适应不同粉末特性、工艺要求与使用环境：

7  应用领域

PF 系列送粉机适用于多种粉末喷涂与粉末输送工艺，主要包括：热喷涂——等离子喷涂、粉末火焰喷涂与超音速火焰喷涂（HVOF），用于金属、合金、碳化物与陶瓷涂层制备；激光熔覆与增材制造——凭借低送粉率下的高精度，满足激光熔覆、激光金属沉积的精确给粉需求；等离子转移弧焊（PTA）堆焊——向熔池定量输送合金粉末。典型应用对象包括航空航天高温部件防护涂层、工业耐磨耐蚀涂层、修复再制造、以及功能涂层（热障、封严、绝缘等）的粉末给料。

8  使用要点

送粉盘与铺粉器选型：根据目标送粉率与粉末流动性选择盘槽规格（标准、中间、激光、微、超微、宏）及 L／NL 铺粉器／抽吸单元组合，盘转速在 0〜10 RPM 内以 0.1 RPM 步进设定，送粉率与转速线性对应。

载气设置：容器内保持最小载气流量以保证无脉动连续送粉，载气流量决定粉末颗粒出口速度；对重现性要求高的工艺可选用气体质量流量控制器实现闭环控制。

换粉与清洗：更换粉末类型需对容器、送粉盘与管路进行清洗，频繁换粉用户建议配置多个送粉单元或备用料仓，以减少换粉停机时间；可使用 EasyFill 加粉辅助实现无尘装粉。

压力与安全：标准型最大工作压力 3.5 bar，高压工艺需选用 15 bar 高压型容器；连接载气气源时注意供气压力与流量设定，并确认管路与防静电软管连接可靠。

9  结语

德国 GTV PF 系列粉末送粉机以双锥容器、铺粉器、旋转环槽送粉盘与载气抽吸单元构成的盘式容积送粉原理，实现了 0.1〜300 g/min 宽范围、±1% 精度的稳定送粉，送粉率与盘转速线性相关、易于控制与复现；设备支持 1〜4 个送粉单元并行，可配置称重减量、料仓加热、气体质量流量控制、高压容器与分体式结构等多种选件，并通过 Siemens PLC 与彩色触摸屏实现参数化操作和外部集成。作为经 30 余年应用验证、全球装机 5000 余台的成熟产品，PF 系列为等离子喷涂、HVOF、粉末火焰喷涂、激光熔覆与 PTA 等工艺提供了精确、稳定且可重复的粉末给料方案。