雨污切换阀的工作原理设计主要基于降雨情况，实现城市排水系统中雨水和污水的自动分离。其主要由阀门、控制装置和传感器等组成，这些组件共同协作，确保在降雨时能够自动关闭污水管道并打开雨水管道，使雨水顺利流入雨水处理设施，从而避免雨季时污水处理设施的过载和污水在暴雨期间的溢流。

具体来说，在污水管道和雨水管道汇合处设置雨污切换阀，通过控制装置和传感器检测降雨情况并控制阀门的开闭。当降雨量达到一定程度时，传感器会自动检测到这一情况，并发出信号给控制装置。控制装置接收到信号后，通过电动机等装置控制阀门关闭污水管道，让正常污水通往处理设施，同时打开雨水管道，使雨水能够顺利流入雨水处理设施。

此外，雨污切换阀的设计还考虑了时间控制和液位控制的功能。具有时间控制功能的雨污切换阀可根据固定时间自动控制雨水和污水的切换，如在晴天时关闭阀门，确保污水顺利排出；当雨水过多超过管道负荷时，阀门自动开启，将雨水排入雨水管道中。而具有液位控制功能的雨污切换阀则可以根据液位的高低来控制阀门的开闭，进一步确保排水系统的稳定运行。

综上所述，雨污切换阀的工作原理设计充分考虑了降雨情况、时间因素和液位因素，通过自动切换实现了雨水和污水的有效分离，提高了排水系统的运行效率，同时也保护了环境和生态安全。