伴随着日益枯竭的石油资源,压缩天然气已被广泛的用作汽车燃料,加气站在中国已经得到广泛建立。以往复式活塞压缩机为主要结构形式的CNG压缩机是其核心设备,整个加气站的工作效率直接受制于的压缩机的工作表现。气阀作为压缩机的关键组件有着活塞压缩机的“心脏”和“咽喉”之称,其中环状阀的应用最为广泛,对其工作原理和工作中出现的问题进行研究并设计出高性能的环状阀具有重要的理论、实践意义,本文以DF-2/3-250型天然气压缩机的工作参数为设计环状阀的基础。环状阀在阀片两侧压力差和弹簧力的作用下进行自动启闭。环状阀在实际工作过程中出现主要问题有阀片的破坏,阀片启闭不及时,气阀漏气和弹簧失效。由于实验研究方法通常受到模型制作精度,参数设置,实验器材等因数的制约导致此类方法对总体尺寸小和内部结构多变的环状阀流场不能进行经济、准确的分析,现代优化设计方法以三维理论为基础,辅助以通用或专用软件对设计模型进行分析验证。本文在对环状阀实际工作中出现的问题和流场模拟的基础上,提出了通过对环状阀阀座、阀片、升程限制器和弹簧结构进行改进的措施,并利用相关的专业软件对各模型进行相关的分析对比,主要的研究内容如下：第一、环状阀的参数设计和模型建立；第二、提出针对阀座、阀片、弹簧和升程限制器的改进措施；第三、对阀座阀片配合结构进行力学分析得到阀座和阀片采取圆弧过渡配合时受力较优；第四、对阀座进气通道优化的环状阀流场进行模拟得到圆弧过渡出口形式的阀座整个流场分布最为合理；第五,对升程限制器结构进行优化,得到合适的升程和升程限制器结构；第六,对比分析圆锥螺旋弹簧和圆柱螺旋弹簧可知前者更适合于环状阀的工作。