水洗機是碳纖維原絲生產過程中的關鍵設備之一，水洗機的作用是將凝固成型后的初生纖維中的殘余溶劑清洗除去，若纖維中殘余溶劑含量過高，將影響后部的牽伸及干燥效果。對水洗工藝的技術要求是，水洗后纖維中的殘余溶劑含量控制在0.08%以下。
水洗機由水洗槽前后驅動輥及壓輥、水洗槽(含蒸汽或電加熱器)、循環槽、自身循環泵及噴淋裝置和槽蓋等組成。該水洗槽寬1100mm，長度3500mm，有效浸長3000mm，槽蓋能夠上下開啟并設有排風口，槽蓋兼具節能和防塵的作用。
目前，碳纖維用聚丙烯腈原絲生產過程中的水洗系統是多段逆流水洗系統，即多臺水洗機平面排布，平面布置的水洗機一字排列，并且各水洗槽之間通過溢流管依次連通。該水洗機布置及水洗工藝特點是：采用逆流水洗方式，即水洗用水(脫鹽水)由后向前依次流經各水洗槽，纖維運行方向與水洗水的水流方向相反;后面水洗槽溢流口連續至其前端的水洗槽的進水口，更后端的水洗槽的進水口為整個水洗系統的進水口，更前端的水洗槽的排水口為整個水洗系統的排水口。經蒸汽加熱器加熱的水洗熱由槽體底部向槽內補水。每個水洗槽內的水洗水通過循環泵實現自身循環，同時，每個水洗槽內設有噴涌裝置。在每一個水洗槽的出絲口設有擠壓裝置，以便將纖維中的水分和溶劑擠出，以減輕下一級水洗負擔。水洗槽槽體設有能上下開啟的活動蓋，水洗槽內的循環裝置、噴淋裝置及溫度、流量的自動控制一體化設計，不僅外形美觀、結構緊湊，同時水洗有效、節省、環保。具體說，該水洗系統工藝及結構具有以下特點。
1.外形美觀，結構緊湊，絲束等幅運行，易于操作和巡檢。
2.采用多級梯度熱水水洗，利用提高水洗擴散系數，從而提高水洗效率。
3.水洗時間合理，有利于提高擴散系數，從而提高水洗效率。
4.采用逆流補水，加快了水洗水和溶劑的擴散速率，從而提高水洗效率。
5.水洗槽內設有上噴的噴涌裝置，提高了水洗效率。一方面促進了熱量交換;另一方面在一定程度上打破了水的層流狀態，形成紊流狀態，從而縮短了擴散路程。
6.每級水洗槽的驅動輥上裝有擠壓輥(輥外面包橡膠層，采用汽缸加壓)，將水洗后絲束中的殘余溶劑擠出，防止絲束中過多的溶劑進入下一級水洗槽中，減輕下一級水洗負擔。
7.級水洗槽溢流的含有一定溶劑的水洗水一部分將作為凝固浴的稀釋用水，剩余部分將送至溶劑回收單元，對溶劑進行回收利用。