水洗機(jī)是碳纖維原絲生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備之一，水洗機(jī)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(duì)水洗工藝的技術(shù)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(jī)由水洗槽前后驅(qū)動(dòng)輥及壓輥、水洗槽(含蒸汽或電加熱器)、循環(huán)槽、自身循環(huán)泵及噴淋裝置和槽蓋等組成。該水洗槽寬1100mm，長(zhǎng)度3500mm，有效浸長(zhǎng)3000mm，槽蓋能夠上下開啟并設(shè)有排風(fēng)口，槽蓋兼具節(jié)能和防塵的作用。
目前，碳纖維用聚丙烯腈原絲生產(chǎn)過程中的水洗系統(tǒng)是多段逆流水洗系統(tǒng)，即多臺(tái)水洗機(jī)平面排布，平面布置的水洗機(jī)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(jī)布置及水洗工藝特點(diǎn)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(jīng)各水洗槽，纖維運(yùn)行方向與水洗水的水流方向相反;后面水洗槽溢流口連續(xù)至其前端的水洗槽的進(jìn)水口，更后端的水洗槽的進(jìn)水口為整個(gè)水洗系統(tǒng)的進(jìn)水口，更前端的水洗槽的排水口為整個(gè)水洗系統(tǒng)的排水口。經(jīng)蒸汽加熱器加熱的水洗熱由槽體底部向槽內(nèi)補(bǔ)水。每個(gè)水洗槽內(nèi)的水洗水通過循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)自身循環(huán)，同時(shí)，每個(gè)水洗槽內(nèi)設(shè)有噴涌裝置。在每一個(gè)水洗槽的出絲口設(shè)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(jí)水洗負(fù)擔(dān)。水洗槽槽體設(shè)有能上下開啟的活動(dòng)蓋，水洗槽內(nèi)的循環(huán)裝置、噴淋裝置及溫度、流量的自動(dòng)控制一體化設(shè)計(jì)，不僅外形美觀、結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)水洗有效、節(jié)省、環(huán)保。具體說，該水洗系統(tǒng)工藝及結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)。
1.外形美觀，結(jié)構(gòu)緊湊，絲束等幅運(yùn)行，易于操作和巡檢。
2.采用多級(jí)梯度熱水水洗，利用提高水洗擴(kuò)散系數(shù)，從而提高水洗效率。
3.水洗時(shí)間合理，有利于提高擴(kuò)散系數(shù)，從而提高水洗效率。
4.采用逆流補(bǔ)水，加快了水洗水和溶劑的擴(kuò)散速率，從而提高水洗效率。
5.水洗槽內(nèi)設(shè)有上噴的噴涌裝置，提高了水洗效率。一方面促進(jìn)了熱量交換;另一方面在一定程度上打破了水的層流狀態(tài)，形成紊流狀態(tài)，從而縮短了擴(kuò)散路程。
6.每級(jí)水洗槽的驅(qū)動(dòng)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(jìn)入下一級(jí)水洗槽中，減輕下一級(jí)水洗負(fù)擔(dān)。
7.級(jí)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(duì)溶劑進(jìn)行回收利用。