El disseny estructural d'una vàlvula determina directament la seva funcionalitat, estabilitat operativa i vida útil dins d'un sistema de control de fluids. Una estructura de vàlvula completa normalment consta d'un cos de vàlvula, coberta de vàlvula, elements d'obertura i tancament, tija de vàlvula, superfícies de segellat, dispositiu d'accionament i components auxiliars. Aquests components treballen conjuntament per garantir el flux controlat segur i precís del medi a la canonada.
El cos de la vàlvula és la part principal de la vàlvula, que s'utilitza per contenir i guiar el medi. La seva forma i gruix de paret s'han de calcular i determinar en funció de la pressió de treball, la temperatura i les característiques del mitjà. El mètode de connexió entre el cos de la vàlvula i la canonada (com ara brida, rosca, soldadura) també es planifica de manera uniforme durant la fase de disseny estructural per garantir la resistència del muntatge i la fiabilitat del segellat. La coberta de la vàlvula, situada a la part superior del cos de la vàlvula, es fixa mitjançant cargols o una estructura auto-de tensió a pressió, que serveix per tancar l'espai intern, protegir les parts internes i facilitar el desmuntatge i el manteniment.
Els elements d'obertura i tancament són crucials per aconseguir el control del cabal, com ara la pujada i baixada de la comporta, el desplaçament del disc de la vàlvula, la rotació de la bola o l'oscil·lació de la placa papallona. La trajectòria del moviment i la forma de contacte de la superfície de segellat determinen les característiques d'obertura i tancament de la vàlvula i el coeficient de resistència al flux. La tija de la vàlvula connecta l'element d'obertura/tancament i el mecanisme d'accionament, responsable de convertir la rotació o l'empenta en moviment lineal o rotacional de l'element d'obertura/tancament. El seu acabat superficial i el tractament anticorrosió-afecten l'eficiència i la durabilitat de la transmissió.
El parell de segellat, format per l'element d'obertura/tancament i el seient de la vàlvula, és el component bàsic que prevé les fuites de mitjans. Els materials de segellat suaus com ara el cautxú i el PTFE poden aconseguir fuites zero, però la seva resistència a la temperatura i la pressió és limitada. Els segells durs utilitzen un ajust de metall-a-metall, adequat per a condicions d'alta-temperatura, alta-pressió i partícules sòlides-, però requereixen una major precisió de mecanitzat. Els mecanismes d'accionament, segons el tipus de vàlvula, inclouen volants, caixes de canvis, actuadors elèctrics i actuadors pneumàtics o hidràulics. La seva selecció ha de tenir en compte els requisits de parell, la velocitat de funcionament i les condicions ambientals.
Els components auxiliars inclouen guies, mecanismes de límit, ports de drenatge i forats d'equilibri de pressió, utilitzats per optimitzar la suavitat del moviment, reduir el desgast i millorar la comoditat del manteniment. En condicions de funcionament especials, es poden afegir capes d'aïllament, estructures-resistents a l'erosió o dispositius resistents a-vibracions per adaptar-se a entorns d'alta-temperatura, baixa-temperatura, altament corrosius o vibracions d'alta-freqüència.
Amb els avenços en la tecnologia industrial, les estructures de vàlvules es desenvolupen cap a la modularitat, la lleugeresa i la intel·ligència. L'aplicació de nous materials millora la resistència a la corrosió i la fatiga, els processos de fabricació de precisió milloren la precisió d'ajust dels parells de segellat i els sensors que integren l'estructura intel·ligent poden controlar l'estat de funcionament en temps real, permetent el manteniment predictiu. Una estructura de vàlvula dissenyada científicament no només és una garantia de realització funcional sinó també la base per al funcionament segur i econòmic del sistema.
